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    家用燃气快速热水器（如图1所示）是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备．下表为某品牌家用燃气快速热水器的主要技术数据．已知天然气的热值为8×107J/m3，水的比热容为4.2x103J/（kg．℃）．
    （1）为安全使用此热水器，机体上印有一些警告，其中一条是这样说的：“气温低于0℃时，用后请打开放水塞，放尽机体内存水，再拧紧…”．请解释为什么要这样做？
    （2）试求该型号家用燃气快速热水器正常工作时的烧水效率．
    （3）若在额定产热水能力下进行淋浴，一次淋浴总计加热时间为20min，则此次淋浴至少需消耗多少天然气？
    （4）为防止燃气热水器在无水或水压过低时“干烧”，技术人员设计了很多种“水气联动”装置，实现通常所说的“水到气到”．图2就是其中一种“水气联动”装置的原理图，你能看出它的工作原理吗？请简述它是如何利用“水到”来控制“气到”的．
    （5）为了防止热水器工作过程中加热火焰意外熄灭导致燃气泄漏，技术人员设计了“火灭断气”的装置．如图3所示为一种“火灭断气”装置的原理图，请根据这个原理图，简述它是怎样实现“火灭断气”功能的？
    生产许可证XK00-1020044
    执行标准GB6932-2001
    型号JSD16-D8JA
    燃起种类天然气
    额定燃起压强2000Pa
    额定热负荷16kW
    适用水压0.025Mpa～0.75Mpa
    额定产热水能8L/min（△t=25K）
    额定电压3V（DC）

    【答案】分析：（1）水的凝固点是0℃，水在结冰过程中体积会膨胀；
    （2）已知热水器的额定热负荷和1min，可以得到在此时间产生的热量Q；
    已知1min加热水的体积，可以得到1min加热水的质量；已知水的质量、比热和升高的温度，可以得到吸收的热量；
    已知水吸收的热量和热水器产生的热量，两者之比就是热水器的烧水效率；
    （3）已知热水器的额定热负荷和淋浴时间，可以得到在此时间产生的热量Q淋；已知需要的热量和天然气的热值，利用V=得到燃烧的天然气；
    （4）水箱中进水时，对膜片有向左的压力，压力足够大时，弹簧被压缩，燃气阀门打开，热水器供热；反之燃气阀门关闭；
    （5）物体具有热胀冷缩的性质，但不同物体的热膨胀程度不同，双金属片就是两片热膨胀程度相差很大的金属片铆合而成．
    解答：解：
    （1）气温低于0℃时，使用后的热水器中残存的水会结冰．水结冰后，密度变小，体积膨胀，很容易把热水器胀破．所以，气温低于0℃时，用后需要打开放水塞，放尽机体内存水，再拧紧；
    （2）热水器正常工作1min，产生的热量为Q=Pt=16×103W×60s=9.6×105J
    1min内加热水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×8×10-3m3=8kg
    这些水吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×8kg×25℃=8.4×105J
    热水器的烧水效率为η===87.5%；
    答：热水器的烧水效率为87.5%；
    （3）一次淋浴需要的热量为Q淋=Pt淋=16×103W×1200s=1.92×107J
    需要完全燃烧的天然气的体积为V气===0.24m3；
    答：一次淋浴需要完全燃烧0.24m3的天然气；
    （4）当进水口处有水压时，膜片的右面就会受到向左的压力，克服弹簧的弹力向左推动阀杆，打开进气阀门使燃气接入主火管道；反之，如果此时的水压很小或者无水，则膜片受到的向左的压力就会减小甚至消失，燃气阀门就会在弹簧的压力下向右移动而关闭，停止进气；
    （5）火焰燃烧时，双金属片外侧的金属温度升高时膨胀的更多，双金属片向下弯曲，推动燃气阀门打开；如果因为意外的原因使火焰熄灭，双金属片的温度降低，外侧金属收缩的更多，双金属片向上伸直，拉动燃气阀门关闭，防止燃气外泄．
    点评：此题提供的信息量大，从这么多的信息中迅速提取出有用的信息，是解决这类问题的关键．平时多留心，多观察，了解物理知识在实际生活中的应用．
    练习册系列答案
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    额定热负荷 16kW
    适用水压 0.025Mpa～0.75Mpa
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    科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

    下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数，其中各物理量的单位用的是国际通用的符号，说明如下：
    Pa一帕斯卡mmH2O-毫米水柱
    J-焦耳h-小时
    M3-立方米l-升，即分米3
    kgf-千克力，即质量为1千克的物体所受的重力
    min-分（时间单位）
    单位前面的字母M表示系数106，字母H表示系数102
    1、分别计算燃烧1米3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量（单位：焦耳）．
    2、王秋生同学说，热水产率一栏中，5、3、2后面的符号印得不清楚，好像是数字“l”，但在“/min”的前面又丢掉了什么，请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位．
    3、“热效率”一栏给的是参考值；“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值．分别计算温升25℃和55℃时的热效率，并解释这两种情况下热效率不同的原因．
    产品名称    燃气快速热水器
    产品型号  JSY5-C JSR5-C JST5-C
    使用燃气  液化石油气 人工煤气 天然气
                                         2800～3000Pa
    额定燃气压力
                                            280～300mmH2O    		 800～1000Pa          
    80～100mmH2O    		 2000～2500Pa         
      200～250mmH2O
    额定热负荷   37MJ/h
    额定燃气耗量  0.368HM3h 0.964HM3h 1.04HM3h
    热效率＞80%
    使用水压     0.04～1.0Mpa（0.4～10kgf/cm2）
    热
    水
    产
    率
    接
    口
    尺
    寸    		 温升25     51/min
    温升40     31/min
    温升55     21/min
    燃气入口   G1/2″
    冷水入口   G1/2″
    热水入口   G1/2″
     
     
    外形尺寸   4.06mm（高）×293mm（宽）×230mm（厚）
    重量   6.2kg

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    科目：初中物理 来源：期中题 题型：计算题

    2009年，重庆市工商行政管理局对主城区流通领域家用燃气快速热水器质量进行了监测。“前锋”、“瑞鑫”、“吴太”这三品牌家用燃气快速热水器，各有一批次产品因热水产率不合格上黑榜。监测结果显示，热水产率指标成为产品不合格的最重要原因。热水产率反映出产品的实际产热水能力是否满足产品标称值，是家用燃气快速热水器产品规格划分的重要指标，是消费者选购产品的重要参考依据。国家标准规定热水产率指标不得低于90％。以下表格中是某燃气热水器的技术参数：其中“温升25℃热水产率8L/min”含义 是：每分钟进水8L，并可使水的温度升高25℃，求：
    （1）热水器正常工作1min时水所吸收热量是多少?【水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）】
    （2）热水器1min消耗的天然气为26.25dm3，那么热水器的效率η为多少?（天然气的热值为8×107J/m3）
    （3）我市今年正实施“五个重庆”（宜居重庆、畅通重庆、森林重庆、平安重庆、健康重庆）一系列年度目标，重庆的交通工具都往节能、环保型发展，部分汽车由烧油改为使用天燃气，加装小容量的燃气罐容积约为65升，每次加气12m3，能跑160公里左右。如果汽车使用燃气的效率和热水器的效率相同，那么完全燃烧这部分天燃气，汽车匀速行驶时受到的阻力是多大?（12m3的天燃气是以压缩方式装入65升的气罐，一般压力在20-25MPa之间，约是正常状态下的天燃气体积的200-250倍。）

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    科目：初中物理 来源：2011年第二十一届全国初中应用物理竞赛复赛试卷（解析版） 题型：解答题

    家用燃气快速热水器（如图1所示）是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备．下表为某品牌家用燃气快速热水器的主要技术数据．已知天然气的热值为8×107J/m3，水的比热容为4.2x103J/（kg．℃）．
    （1）为安全使用此热水器，机体上印有一些警告，其中一条是这样说的：“气温低于0℃时，用后请打开放水塞，放尽机体内存水，再拧紧…”．请解释为什么要这样做？
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    （3）若在额定产热水能力下进行淋浴，一次淋浴总计加热时间为20min，则此次淋浴至少需消耗多少天然气？
    （4）为防止燃气热水器在无水或水压过低时“干烧”，技术人员设计了很多种“水气联动”装置，实现通常所说的“水到气到”．图2就是其中一种“水气联动”装置的原理图，你能看出它的工作原理吗？请简述它是如何利用“水到”来控制“气到”的．
    （5）为了防止热水器工作过程中加热火焰意外熄灭导致燃气泄漏，技术人员设计了“火灭断气”的装置．如图3所示为一种“火灭断气”装置的原理图，请根据这个原理图，简述它是怎样实现“火灭断气”功能的？
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