Question

【題目】小明是個很善于把物理知識應用于實際的同學，最近他加重新安裝了天然氣熱水器，熱水器標示的熱效率為87%．加熱模式為“即熱式”．小明想估測該熱水器的實際熱效率，以核對銘牌上的數值是否準確．他接通熱水器工作開關，當流出40kg熱水時，讓熱水器停止工作．已知當自來水的溫度是15℃，熱水器輸出的熱水溫度為40℃，觀察天然氣表得知共用了0.15m3的天然氣．天然氣的熱值為3.2×107J/m3，水的比熱容4.2×103J/（kg℃），g取10N/kg．請幫小明解答下列問題：

（1）小明在估測過程中，流過熱水器的水吸收的熱量是多少？天然氣完全燃燒釋放的熱量是多少？

（2）該熱水器的實際熱效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）小明在估測過程中，流過熱水器的水吸收的熱量是4.2×106J，天然氣完全燃燒釋放的熱量是4.8×106J；

（2）該熱水器的實際熱效率是87.5%．

【解析】

試題分析：（1）知道水的質量、初溫和末溫、水的比熱容，利用Q吸=cm△t求出水所吸收的熱量；知道天然氣體積，利用Q=qV求完全燃燒釋放的熱量；

（2）該熱水器的實際熱效率等于水吸收的熱量與天然氣完全燃燒釋放的熱量．

解：

（1）水吸收的熱量：

Q吸=cm△t

=4.2×103J/（kg℃）×40kg×（40℃﹣15℃）

=4.2×106J；

天然氣完全燃燒釋放的熱量：

Q放=qV=3.2×107J/m3×0.15m3=4.8×106J；

（2）該熱水器的實際效率：

η=×100%=×100%=87.5%．

答：（1）小明在估測過程中，流過熱水器的水吸收的熱量是4.2×106J，天然氣完全燃燒釋放的熱量是4.8×106J；

（2）該熱水器的實際熱效率是87.5%．