問題詳情:
下表列出的是某廠生產的家用燃氣熱水器的參數。表中“額定熱負荷”指的是滿負荷使用時,1h內燃料燃燒產生的熱量。
(1)分別計算燃燒1m3液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產生的熱量。
(2)根據表中數值和你已有的知識,討論“額定燃氣壓力”一行中,“mmH2O”的含義。
(3)王保成同學說,“熱水產率”一欄中,5、3、2後面的好像是數字“1”但是在“/min”的前面又好像丟掉了什麼。請你透過計算判斷這個欄目中三個參數的正確數值和單位。
(4)“熱效率”一欄給的是參考值,“熱水產率”一欄給的是廠家對樣品的實測值。分別計算溫升25℃和55℃時的熱效率,並解釋這兩個情況下熱效率不同的原因。
【回答】
(1)液化石油氣
=1.0×106J/m3 (1分)
人工煤氣
=0.19×106J/m3 (1分)
天然氣
=0.36×106J/m3 (1分)
(2)這一行既然是表示壓力(指壓強),而且在每格里,上面一行的量的單位都是壓強單位Pa,所以mmH2O很可能是壓強的另一種單位。H2O是水的分子式,mm是毫米的單位,聯想到有時用1mm高的*柱產生的壓強作爲壓強單位,mmH2O會不會是1mm高的水柱產生的壓強?可以試一試。
1mm水柱產生的壓強是
p=gh=1×103×10×1×10-3Pa=10Pa (1分)
而“額定燃氣壓力“一行中以mmH2O爲單位的量的數值與以Pa爲單位的量的數值的確相差10倍。所以,mmH2O是個壓強單位,大小等於1mm高的水柱產生的壓強,即1mmH2O=10Pa。 (1分)
(3)以溫升40℃爲例,根據表中其他參數計算熱水產率。我們希望能夠以此判斷“l”的含義。設每分鐘產熱水的質量爲m,水在1min內吸收的熱量可以表示爲
Qi=cm(t2-t1)…………………………………………① (1分)
另一方面,根據表中所給的參量,熱效率按80%計算時,水在1min內吸收的熱量爲
Qi==4.93×105J…………………② (1分)
由①、②兩式解出
m==2.9kg≈3kg (2分)
由此判斷,“3”和“/min”之間的符號如果代表質量,它的意義應該是“kg”。考慮到1kg的水的體積是1L,所以這個符號一定是字母“l”(小寫的L),而不是數字“1”。因此,正確的數值和單位是3L/min。分析溫升25℃和55℃兩種情況可以印*這個結論。 (2分)
(4)由關係式 Qi=cm(t2-t1)
可知,溫升25℃時每分鐘吸收的熱量是
Qi=4.2×103×5×25J=5.25×105J (1分)
燃氣每分鐘產生的熱量是
=6.17×105J
熱效率 η==85% (2分)
同理可得,溫升55℃時
熱效率 =75% (1分)
溫升較高時熱量散失多,所以熱效率較低。 (1分)
知識點:物理競賽
題型:綜合題