某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃.问:(1)这些水要吸收热量为多少?(2)“西气东输”实现后,可用天然气作为燃料来烧水,设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收,学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m3?(天然气的热值q=8.4×107J/m3.气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV,式中V表示气体燃烧的体积)
问题描述:
某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃.问:
(1)这些水要吸收热量为多少?
(2)“西气东输”实现后,可用天然气作为燃料来烧水,设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收,学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m3?(天然气的热值q=8.4×107J/m3.气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV,式中V表示气体燃烧的体积)
答
(1)∵C=4.2×103J/(kg•℃),m=3t=3000kg,△t=t-t0=100℃-20℃=80℃,
∴水吸收的热量为:Q吸=Cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×3000kg×(100℃-20℃)=1.008×109J.
答:这些水要吸收1.008×109J热量.
(2)∵η=
,Q吸 Q放
∴天然气需要放出的热量为:Q放=
=Q吸 η
=1.344×109J;1.008×109J 75%
∵Q放=qV,
∴消耗天然气的体积为:V=
=Q放 q
=16m3.1.344×109J 8.4×107J/m3
答:学校每天因烧水要消耗天然气的体积是16m3.
答案解析:(1)知道水的比热容、质量和温度变化,可利用公式Q吸=Cm△t计算水吸收的热量.
(2)知道水吸收的热量和热效率,可利用公式Q放=
计算天然气需要放出的热量,又知道天然气的热值,可利用公式根据Q=qV的公式变形计算烧水要消耗多少体积的天然气.Q吸 η
考试点:热量的计算;能量利用效率;燃料的热值.
知识点:本题考查了学生对热传递过程中吸热公式、热效率公式、燃料燃烧放出热量公式的综合运用,关键是对公式和公式变形的理解和应用.