Question

中華家使用的是天然氣熱水器，該熱水器的銘牌標(biāo)明了它的熱功率為≥88%．
（1）熱效率表示該熱水器工作時(shí)，天然氣完全燃燒所消耗的

 

能，有多大比例轉(zhuǎn)化為水的

 

能．
（2）小華嘗試估測(cè)該熱水器的熱效率，以核對(duì)銘牌上的數(shù)值是否準(zhǔn)確．他把家里自動(dòng)洗衣機(jī)的“水量”設(shè)置為40L，用熱水器輸出的熱水注入到洗衣機(jī)，當(dāng)注入水的體積達(dá)到40L時(shí)洗衣機(jī)會(huì)自動(dòng)停止注水．已知當(dāng)時(shí)自來水的溫度是15℃，熱水器輸出熱水的溫度為40℃，注水前天然氣表的示數(shù)是2365.89m³，注水后變?yōu)?366.05m³，天然氣的熱值為3.2×10⁷J/m³．水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃），水的密度為1×10³kg/m³．請(qǐng)你估測(cè)該熱水器的熱效率．
（3）若上述天然氣熱水器產(chǎn)生的熱水改為電熱水器完成，需要消耗多少度電？

Answer 1

分析：（1）燃料燃燒是通過化學(xué)反應(yīng)得到大量的內(nèi)能；
（2）熱水器加熱過程中天然氣釋放的能量根據(jù)Q=qv即可求出；根據(jù)Q=cm△t即可求出洗衣機(jī)中的水所吸收的熱量；機(jī)械效率等于水吸收的熱量與消耗總的能量之比．
（3）根據(jù)1度=3.6×10⁶J進(jìn)行單位換算即可得到消耗幾度電．

解答：解：（1）熱效率表示該熱水器工作時(shí)，天然氣完全燃燒所消耗的化學(xué)能，有多大比例轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；
（2）天然氣釋放的能量：Q=qv=3.2×10⁷J/m³×（2366.05m³-2365.89m³）=5.12×10⁶J；
水吸收的熱量
Q_吸=cm△t=cρv_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×40×10^-3m³×（40℃-15℃）=4.2×10⁶J；
該熱水器的熱效率η=

Q吸

Q

×100%=

4.2×106J

5.12×106J

×100%=82.03%．
（3）∵1度=3.6×10⁶J
∴消耗的電能：

5.12×106J

3.6×106J

≈1.42度．
答：（1）化學(xué)；內(nèi)；
（2）該熱水器的熱效率為82.03%．
（3）消耗了1.42度電．

點(diǎn)評(píng)：本題為熱量的綜合計(jì)算題，考查了學(xué)生對(duì)燃料燃燒放出熱量公式、熱效率公式的理解和靈活運(yùn)用，屬于中檔題．