Question

随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气，小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气

随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气，小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾．又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3．[大气压为1标准大气压；c水=4.2×103J/（kg?℃）]（1）水壶内装入水的质量为多少？（2）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？（3）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，天然气需要放出多少热量？对应需要燃烧多少m3的天然气？

Answer 1

（1）水壶中水的体积：V=2000cm3，由：ρ=

m

V

得，水的质量：m=ρV=1.0 g/cm³×2000cm³=2000g=2kg
（2）水的初温：t₀=20℃，终温：t=100℃，
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁵J；
（2）由η=

Q吸

Q放

得：
Q_放=

Q吸

η

=

6.72×105J

40%

=1.68×10⁶J；
由Q_放=Vq得，
需要的天然气的体积：
V=

Q放

q

=

1.68×106J

8×107J/m3

=2.1×10^-2m³
答：（1）水壶内装入水的质量是2kg；
（2）烧开这壶水，水需要吸收6.72×10⁵J；
（3）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，天然气需要放出1.68×10⁶J；对应需要燃烧2.1×10^-2m³的天然气．