Question

6．天然气是一种清洁能源．小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，己知天然气的热值为8.4×10⁷J/m³，完全燃烧放出的热量有50%被有效利用．现将质量为4kg、初温为25℃的水加热到100℃[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]，则：
（1）水吸收了多少焦耳的热量？
（2）需要完全燃烧多少立方米的天然气？

Answer 1

分析 （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×50%，再利用燃料完全燃烧放热公式Q_放=qV求需要天然气的体积．

解答 解：（1）水吸收的热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×4kg×（100℃-25℃）=1.26×10⁶J，
（2）由题知，Q_吸=Q_放×50%，
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{50%}$=$\frac{1.26×1{0}^{6}J}{50%}$=2.52×10⁶J；
由Q_放=qV，可得，
需要天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.03m³．
答：（1）水吸收了1.26×10⁶J的热量；
（2）需要完全燃烧0.03m³的天然气

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=Vq的掌握和运用，计算时注意固体燃料热值单位（J/kg）与气体燃料热值单位（J/m³）的区别．