天然气是一种热值高、污染小的清洁能源。在一个标准大气压下，小明同学用天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾，大约用时10min。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃

Question

天然气是一种热值高、污染小的清洁能源。在一个标准大气压下，小明同学用天然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾，大约用时10 min。已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值取4×10⁷ J/m³。求：

（1）壶水吸收的热量。

（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需用多少天然气？

Answer 1

（1）根据Q_吸=cm△t

得Q_壶水吸=4.2×10³ J/（kg•℃）×3 kg×（100℃﹣20℃）

=1.008×10⁶ J                   

（2）根据η= W_有/W_总=Q_吸/Q_放

得Q_天然气放= Q_壶水吸/η

=1.008×10⁶ J/60%=1.68×10⁶ J 

根据Q_放=Vq

得V_天然气=Q_天然气放/q_天然气

=1.68×10⁶ J/4×10⁷ J/m³=4.2×10^{﹣2 m3}