小明在家使用的是天然气烧开水，小明想：怎样计算天然气的热值呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾，天然气灶具的效率是40%，消耗天然气0.021m3

Question

小明在家使用的是天然气烧开水，小明想：怎样计算天然气的热值呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm³、20℃的水，大火加热直至沸腾，天然气灶具的效率是40%，消耗天然气0.021m³，（气压为1个标准大气压；c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）天然气的热值是多少J/m³？

Answer 1

（1）因为ρ=(m)/(V)
所以m=ρV=1.0 g/cm³×2000cm³=2000g=2kg
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）Q_放=(Q吸)/(η)=(6.72×105J)/(40%)=1.68×10⁶J
因为Q_放=Vq，
所以q=(Q放)/(V)=(1.68×106J)/(0.021m3)=8×10⁷J/m³．
答：
（1）烧开这壶水，水需要吸收的热量是6.72×10⁵J；
（2）天然气的热值是8×10⁷J/m³．