解题思路:(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;
(2)由题知Q吸=Q放,根据公式Q放=Vq求出需要燃烧煤气的体积;
(3)由煤气表的示数变化求出在这段时间内实际消耗的煤气;
(4)水吸收的热量与实际煤气完全燃烧放出的热量的比值,得出煤气灶的效率.
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t
=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(80℃-15℃)
=1.365×106J;
(2)由题知,Q放=Q吸=1.365×106J,
∵Q放=Vq,
需要完全燃烧煤气的体积:
V=
Q放
q=
1.365×106J
3.9×107J/m3=0.035m3.
(3)实际上烧开这些水消耗的煤气:
V′=185.258m3-185.213m3=0.045m3,
(4)Q放′=V′q=0.045m3×3.9×107J/m3=1.755×106J;
煤气灶的效率:
η=
Q吸
Q′放×100%=
1.365×106J
1.755×106J×100%≈77.8%.
答:(1)这锅水在这段时间内吸收了1.365×106J的热量;
(2)若这些热量是由完全燃烧煤气所放出的热量提供的,从理论上讲,需要0.035m3煤气;
(3)实际上烧开这些水消耗了0.045m3煤气;
(4)小明家煤气灶的效率为77.8%.
点评:
本题考点: 热量的计算;热平衡方程的应用.
考点点评: 本题考查学生对吸热公式Q吸=cm△t、Q放=Vq、效率公式的掌握和运用,考查学生的综合应用能力及应用物理知识解决实际问题的能力,体现了物理与生活相联系的思想,属于难题.