Question

5．用燃氣熱水器燒水洗澡時，把25kg 初溫為22℃的水加熱到42℃．已知水的比熱容為4.2×10³ J/kg•℃，天然氣的熱值為8.0×10⁷J/m³，該燃氣熱水器的熱水效率為75%．
（1）天然氣屬于不可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源．在燒水過程中，大量向外散失的能量不會自動再匯集回來，這說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向的．
（2）熱水器工作時，水所吸收的熱量為2.1×10⁶J．
（3）這次洗澡需要完全燃燒0.035m³的天然氣．

Answer 1

分析 （1）像水能、風能、太陽能、生物質(zhì)能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期內(nèi)不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源；
能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性，如：熱傳遞時內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移向低溫物體的；
（2）知道水的質(zhì)量、水的比熱容，求出水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（3）根據(jù)效率公式求出天然氣完全燃燒釋放的熱量，利用Q=Vq求出需要天然氣的體積．

解答 解：
（1）天然氣是不可再生資源，在燒水過程中，大量向外散失的能量不會自動再匯集回來，說明在能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向性；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×25kg×（42℃-22℃）=2.1×10⁶J；
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得天然氣完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{6}J}{75%}$=2.8×10⁶J，
由Q_放=Vq得需要消耗天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.8×1{0}^{6}J}{8.0×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.035m³．
故答案為：（1）不可再生；方向；（2）2.1×10⁶；（3）0.035．

點評 本題主要考查了能源的分類、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq、Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）和效率公式的掌握和運用．