Question

星期天，小明在廚房中燒水時(shí)做了如下記錄：
（1）一鍋水的質(zhì)量為5kg
（2）這鍋水的初溫為15℃，加熱一段時(shí)間后，這鍋水的溫度升高到80℃
（3）在這段時(shí)間內(nèi)，煤氣表的示數(shù)從185.213m³變化到185.258m³
（4）查表發(fā)現(xiàn)煤氣的熱值為3.9×10⁷J/m³
請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)幫助小明進(jìn)行如下計(jì)算：
（1）這鍋水在這段時(shí)間內(nèi)吸收了多少熱量？
（2）若這些熱量是由完全燃燒煤氣所放出的熱量提供的，從理論上講，需要多少m³煤氣？
（3）實(shí)際上燒開這些水消耗了多少m³煤氣？
（4）小明家煤氣灶的效率多大？

Answer 1

解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×（80℃-15℃）
=1.365×10⁶J；
（2）由題知，Q_放=Q_吸=1.365×10⁶J，
∵Q_放=Vq，
需要完全燃燒煤氣的體積：
V===0.035m³．
（3）實(shí)際上燒開這些水消耗的煤氣：
V′=185.258m³-185.213m³=0.045m³，
（4）Q_放′=V′q=0.045m³×3.9×10⁷J/m³=1.755×10⁶J；
煤氣灶的效率：
η=×100%=×100%≈77.8%．
答：（1）這鍋水在這段時(shí)間內(nèi)吸收了1.365×10⁶J的熱量；
（2）若這些熱量是由完全燃燒煤氣所放出的熱量提供的，從理論上講，需要0.035m³煤氣；
（3）實(shí)際上燒開這些水消耗了0.045m³煤氣；
（4）小明家煤氣灶的效率為77.8%．
分析：（1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）由題知Q_吸=Q_放，根據(jù)公式Q_放=Vq求出需要燃燒煤氣的體積；
（3）由煤氣表的示數(shù)變化求出在這段時(shí)間內(nèi)實(shí)際消耗的煤氣；
（4）水吸收的熱量與實(shí)際煤氣完全燃燒放出的熱量的比值，得出煤氣灶的效率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)吸熱公式Q_吸=cm△t、Q_放=Vq、效率公式的掌握和運(yùn)用，考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力及應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，體現(xiàn)了物理與生活相聯(lián)系的思想，屬于難題．