我国北方地区家庭浴室大多用燃气热水器提热水,小芳家安装了燃气热水器.已知水进入热水器前的温度是10℃,洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃;水的密度ρ水=1.0×103Kg/m3,水的比热容C水=4.2×103J/(kg•℃),如果小芳洗一次澡用热水0.05m3.求:(1)所用热水的质量为多少?(2)水从热水器中吸收多少热量?(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗多少m3的天然气?(天然气的热值q=4×107J/m3,气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV,式中V表示燃烧气体的体积)(4)若用标有“220V,880W”字样的电热水器,则电热水器正常工作的电流多大?加热电阻丝的阻值是多少?
我国北方地区家庭浴室大多用燃气热水器提热水,小芳家安装了燃气热水器.已知水进入热水器前的温度是10℃,洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃;水的密度ρ水=1.0×103Kg/m3,水的比热容C水=4.2×103J/(kg•℃),如果小芳洗一次澡用热水0.05m3.求:
(1)所用热水的质量为多少?
(2)水从热水器中吸收多少热量?
(3)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗多少m3的天然气?(天然气的热值q=4×107J/m3,气体完全燃烧放出的热量的公式Q=qV,式中V表示燃烧气体的体积)
(4)若用标有“220V,880W”字样的电热水器,则电热水器正常工作的电流多大?加热电阻丝的阻值是多少?
(1)热水的质量:m=ρV=1.0×103Kg/m3×0.05m3=50kg;
(2)热水吸收的热量:Q吸=Cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(40℃-10℃)=6.3×106J;
(3)天然气完全燃烧释放热量:Q=
=Q吸 70%
=9×106J
6.3×106J 70%
天然气的体积:V=
=Q q
=0.225m3;
9×106J 4×107J/m3
(4)电热水器正常工作的电流:I=
=P U
=4A880W 220V
加热电阻丝的阻值是:R=
=U I
=55Ω;220V 4A
答:(1)热水的质量是:50kg;
(2)水从热水器中吸收的热量是:6.3×106J;
(3)需要消耗的天然气是:0.225m3;
(4)电热水器正常工作的电流是:4A;
加热电阻丝的阻值是:55Ω.
答案解析:(1)由m=ρV可以求出热水的质量;
(2)由Q吸=Cm(t-t0)可以求出热水吸收的热量;
(3)据热水吸收的热量和天然气完全燃烧释放热量的吸收率,可得出天然气释放的热量,再利用Q=qV就能计算出天然气的体积;
(4)据电热水器上的铭牌可以知道电热水器的额定电压和额定功率,利用P=UI就能求热水器的工作电流;由欧姆定律公式计算电阻丝的阻值.
考试点:密度公式的应用;能量利用效率;热量的计算;欧姆定律的应用;电功率的计算.
知识点:此题是一综合型的题目,涉及的力学、热学、电学的知识,包括密度的计算、热量的计算、电功率的计算和欧姆定律等,考查学生的综合应用能力及应用物理知识解决实际问题的能力,体现了物理与生活相联系的思想,属于难题.