Question

20．完全燃燒0.3m³的天然氣來加熱水箱中的水，放出的熱量是9×10⁶J；若放出熱量的84%被水吸收，則可以將水箱中20kg，11℃的水加熱到100℃．水是通過熱傳遞方式增加內(nèi)能的．【天然氣的熱值為3.0×10⁷J/m³，水的比熱容C_水=4.2×10³J/（kg•℃），當(dāng)時大氣壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓】

Answer 1

分析 （1）已知天然氣的熱值和體積，可利用公式Q_放=Vq計算完全燃燒0.3m³的天然氣放出的熱量．
（2）根據(jù)題意求出水吸收的熱量，根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水的末溫；
（3）改變內(nèi)能的方式：做功和熱傳遞．

解答 解：（1）已知V=0.3m³，q=3.0×10⁷J/m³，
天然氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=0.3m³×3.0×10⁷J/m³=9×10⁶J．
（2）水吸收的熱量Q_吸=ηQ_放=84%×9×10⁶J=7.56×10⁶J，
由Q_吸=cm（t-t₀）得：
水的末溫t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{7.56×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×20kg}$+11℃=101℃，
因為在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃，且沸騰后繼續(xù)吸熱溫度不變，所以水的末溫為100℃；
完全燃燒0.3m³的天然氣來加熱水箱中的水，是通過熱傳遞方式增加內(nèi)能的．
故答案為：9×10⁶；100；熱傳遞．

點評 本題考查了燃料完全燃燒放熱公式的應(yīng)用，注意固體（液體）燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq、熱值單位J/kg；氣體燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq、熱值單位J/m³．