Question

小明用天然气烧水，水壶里放入2L、20℃的水，大火加热直至沸腾．天然气热值为8×107J/m3．[气压为1标准大气压；c

Answer 1

解题思路：（1）已知水的质量，还知水的初温和末温，根据公式Q=cm△t可求水吸收的热量．

（2）根据天然气炉具的效率是40%，利用Q=Vq可求得需要燃烧多少m³的天然气．

（3）燃烧相同质量的天然气和煤时，天然气放出的热量更多一些；而且燃烧天然气比烧煤油污染要小一些．

（1）V=2L=2dm³=2×10^-3m³，

由ρ=[m/V]可得水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×2×10^-3m³=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，

∵Q_放=Vq，

∴V=

Q放

q=

1.68×106J

8×107J/m3=2.1×10^-2m³．

（3）天然气的热值大于煤油的热值，所以从热学角度分析它突出的优点是热值大；从环保角度分析它突出的优点是污染小．

答：（1）烧开这壶水，水需要吸收6.72×10⁵J热量；

（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧天然气2.1×10^-2m³；

（3）天然气的优点是热值大、污染小．

点评：

本题考点： 热平衡方程的应用．

考点点评： 本题考查了有关天然气方面的问题，涉及到热量的计算、热值的理解和天然气燃料的优点，涉及到的知识点较多，综合性强，体现了物理知识来源于生活、服务于生活的理念．