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七年级物理solution一般
题目
天然气灶使用方便、经济环保,如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将2L2L,温度为20∘C20^{\circ}\mathrm{C}的水加热至沸腾,大约需要5min⁡5\min,已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅∘C)4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right),天然气的热值为4.2×107J/m34.2\times 10^{7}J/m^{3},求:
(1)(1)水吸收的热量；
(2)(2)若天然气完全燃烧放出的热量80%80\%被水吸收,烧开这壶水需要多少m3m^{3}天然气.
知识点：能量利用效率、燃料的热值章节：未标注

答案与解析

答案

（1）水的体积为V水=2L=2×10−3m3{V}_{水}=2L=2×1{0}^{-3}{m}^{3}，
水的质量为m=ρ水V水=1×103kg/m3×2×10−3m3=2kgm={ρ}_{水}{V}_{水}=1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×2×1{0}^{-3}{m}^{3}=2kg，
在一个标准大气压下，水沸腾时的温度t=100∘Ct=100^{\circ}\mathrm{C}，水吸收的热量为：
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅∘C)×2kg×(100∘C−20∘C)=6.72×105JQ_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right)\times 2kg\times \left(100^{\circ}\mathrm{C}-20^{\circ}\mathrm{C}\right)=6.72\times 10^{5}J；
(2)(2)天然气放热为：
Q放=O吸η=6.72×105J80%=8.4×105J{Q}_{放}=\frac{{O}_{吸}}{η}=\frac{6.72×1{0}^{5}J}{80\%}=8.4×1{0}^{5}J，
所需天然气的体积为：
V=Q放q天然气=8.4×105J4.2×107J/m3=0.02m3V=\frac{{Q}_{放}}{{q}_{天然气}}=\frac{8.4×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J/{m}^{3}}=0.02{m}^{3}。
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J6.72\times 10^{5}J；
(2)(2)若天然气完全燃烧放出的热量80%80\%被水吸收，烧开这壶水需要0.02m30.02m^{3}天然气。

解析

（1）水的体积为V水=2L=2×10−3m3{V}_{水}=2L=2×1{0}^{-3}{m}^{3}，
水的质量为m=ρ水V水=1×103kg/m3×2×10−3m3=2kgm={ρ}_{水}{V}_{水}=1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×2×1{0}^{-3}{m}^{3}=2kg，
在一个标准大气压下，水沸腾时的温度t=100∘Ct=100^{\circ}\mathrm{C}，水吸收的热量为：
Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅∘C)×2kg×(100∘C−20∘C)=6.72×105JQ_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right)\times 2kg\times \left(100^{\circ}\mathrm{C}-20^{\circ}\mathrm{C}\right)=6.72\times 10^{5}J；
(2)(2)天然气放热为：
Q放=O吸η=6.72×105J80%=8.4×105J{Q}_{放}=\frac{{O}_{吸}}{η}=\frac{6.72×1{0}^{5}J}{80\%}=8.4×1{0}^{5}J，
所需天然气的体积为：
V=Q放q天然气=8.4×105J4.2×107J/m3=0.02m3V=\frac{{Q}_{放}}{{q}_{天然气}}=\frac{8.4×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J/{m}^{3}}=0.02{m}^{3}。
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J6.72\times 10^{5}J；
(2)(2)若天然气完全燃烧放出的热量80%80\%被水吸收，烧开这壶水需要0.02m30.02m^{3}天然气。

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