(2009全国初中应用物理知识竞赛题)在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气...

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(2009全国初中应用物理知识竞赛题)在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，利用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图9所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。

说明：1．沼气池 2．水压池 3．进料口  4．密封盖  5．输气管  6．贮气室  7．沼气压力显示器  8．总阀门  9．U形管压强计(里面装有染成红*的水)  l0．出料口盖板(不密封水压池，水压池仍与外面大气相通)  11．阀门  

 已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下：

取g=10 N／kg，水的比热容c水=4.2×l03J／(kg·℃)

    （1）．根据图9所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?

    （2）．有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的要求。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可采取哪些措施?

    （3）．若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为2.5 kg、温度为20℃的水烧开，耗时约10 min。试估算右炉烧水的效率。

（4）．请你就如何提高燃气灶的效率问题谈淡你的设想。

【回答】

解析：（1）.灶前沼气的压强p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=6.0×102Pa=0.6kPa

因为p>0.5kPa，因此可以使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭。

（2）.可采取的措施有：通过进料口向沼气池中加水、加料或向水压池中加水等。如果通过进料口向沼气池中加适量的热水，则效果更佳。

(3).一般说来，燃气灶正常工作时，燃气的燃烧是很充分的，我们可以视为燃气完全燃烧；再把当时的大气压看作是1标准大气压。

   水吸收的热量 Q吸=c水m水△t水=4.2×103×2.5×（100—20）J=8.4×105J.

    燃气灶所放出的热量 Q放=Pt=4.0×103×10×60J=2.4×106

   右炉烧水的效率η=×100%=×100%=35%。

(4.)提高燃气灶热效率的设想如下：适当选用额定流量较大的炉具以缩短加热时间，从而缩短向环境散热时间，以减少热损失；及时清除水壶底部的水垢，以加快热传递；烧水时，水壶最好加盖。

知识点：物理竞赛

题型：综合题