下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷”指的是满负荷使用时,1h内燃料燃烧产生的热量。(...
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下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷”指的是满负荷使用时,1h内燃料燃烧产生的热量。
(1)分别计算燃烧1m3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量。
(2)根据表中数值和你已有的知识,讨论“额定燃气压力”一行中,“mmH2O”的含义。
(3)王保成同学说,“热水产率”一栏中,5、3、2后面的好像是数字“1”但是在“/min”的前面又好像丢掉了什么。请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。
(4)“热效率”一栏给的是参考值,“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25℃和55℃时的热效率,并解释这两个情况下热效率不同的原因。
【回答】
(1)液化石油气
=1.0×106J/m3 (1分)
人工煤气
=0.19×106J/m3 (1分)
天然气
=0.36×106J/m3 (1分)
(2)这一行既然是表示压力(指压强),而且在每格里,上面一行的量的单位都是压强单位Pa,所以mmH2O很可能是压强的另一种单位。H2O是水的分子式,mm是毫米的单位,联想到有时用1mm高的*柱产生的压强作为压强单位,mmH2O会不会是1mm高的水柱产生的压强?可以试一试。
1mm水柱产生的压强是
p=gh=1×103×10×1×10-3Pa=10Pa (1分)
而“额定燃气压力“一行中以mmH2O为单位的量的数值与以Pa为单位的量的数值的确相差10倍。所以,mmH2O是个压强单位,大小等于1mm高的水柱产生的压强,即1mmH2O=10Pa。 (1分)
(3)以温升40℃为例,根据表中其他参数计算热水产率。我们希望能够以此判断“l”的含义。设每分钟产热水的质量为m,水在1min内吸收的热量可以表示为
Qi=cm(t2-t1)…………………………………………① (1分)
另一方面,根据表中所给的参量,热效率按80%计算时,水在1min内吸收的热量为
Qi==4.93×105J…………………② (1分)
由①、②两式解出
m==2.9kg≈3kg (2分)
由此判断,“3”和“/min”之间的符号如果代表质量,它的意义应该是“kg”。考虑到1kg的水的体积是1L,所以这个符号一定是字母“l”(小写的L),而不是数字“1”。因此,正确的数值和单位是3L/min。分析温升25℃和55℃两种情况可以印*这个结论。 (2分)
(4)由关系式 Qi=cm(t2-t1)
可知,温升25℃时每分钟吸收的热量是
Qi=4.2×103×5×25J=5.25×105J (1分)
燃气每分钟产生的热量是
=6.17×105J
热效率 η==85% (2分)
同理可得,温升55℃时
热效率 =75% (1分)
温升较高时热量散失多,所以热效率较低。 (1分)
知识点:物理竞赛
题型:综合题
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