小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学,最近他家中新安装了天然气热水器,如图20所示。小明仔细观察了包装箱、...
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小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学,最近他家中新安装了天然气热水器,如图20所示。小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌,获得了以下信息:①包装箱及热水器的总质量为16kg;②“堆码层数极限”标志数为11,即该包装箱在仓储时从地面开始,平放时最大堆放层数是11层,超过则可能把最底层的包装箱压坏;③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4m2 ;④加热模式为“即热式”。即用热水器给水加热时,只要接通开关让自来水流过热水器,流出的水即可达到设定的水温。
他接通热水器工作开关,当流出40kg热水时,让热水器停止工作。已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出的热水温度为40℃,观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气,天然气的热值为3.2×107J/m3,水的比热容4.2×103J/(kg·℃)。请帮小明解答下列问题:
(1)若在仓储时堆码层达到了极限11层,则最下层的包装箱承受的压强是多大?
(2)该热水器的实际效率是多少?
【回答】
(1)4×103Pa;(2)87.5% 【解析】 试题分析:(1)一个包装箱的重力为:G1=mg=16kg×10N/kg= 160N;
则10个包装箱的重力为:G2=10G1=10×160N=1600N;
则11层时,最下层包装箱受到的压强为:p=F/S= G2/S=1600N/0.4m3= 4×103PA. (2)40kg水从15℃升温到40℃吸收的热量:
Q吸= mc(t-t0)=40kg ×4.2×103J/(kg·℃) × (40℃-15℃) = 4.2×106J ;
燃烧0.15m3的天然气放出的热量:Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J;
则热水器的效率:η=Q吸/Q放= 4.2×106J/4.8×106J=0.875=87.5% 考点:压强的计算,热量的计算,效率的计算
知识点:九年级下
题型:计算题
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