某物理兴趣小组的同学,用天然气给10 kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过

内能与热机 已结 1 50549
康宁
康宁 2022-3-13 06:50

某物理兴趣小组的同学,用天然气给10 kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6 min内完全燃烧了0.18 kg的天然气(每分钟放热相同),水的比热容为4.2×103 J/(kg·),天然气的热值为5×107 J/kg,:

image.png

(1)完全燃烧0.18 kg天然气释放的热量。

(2)2~4 min内水吸收的热量。

(3)在烧水过程中,“0~2 min”“2~4 min”“4~6 min”中哪段时间内的热效率最高,最高热效率是

多少。

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1条回答
  •  万文平
    万文平 (最佳回答者)
    2022-3-14 05:49

    解析:

    (1)天然气完全燃烧放出的热量:

    Q=m天然气q天然气

    =0.18 kg×5×107 J/kg

    =9×106 J

    (2)2~4 min,水升高的温度:

    Δt=70 -50 =20 ,

    则水吸收的热量:

    Q=cmΔt

    =4.2×103 J/(kg·)×10 kg×20

    =8.4×105 J

    (3)由图可知,随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,0~2 min时间内,在完全燃烧天然气放出热量相同的情况下,水升高的温度最高,热效率最大;

    0~2 min,水升高的温度:

    Δt'=50 -20 =30 ,

    水吸收的热量:

    Q'=cmΔt'

    =4.2×103 J/(kg·)×10 kg×30

    =1.26×106 J,

    0~2 min,燃烧天然气释放的热量:

    Q'=image.png=3×106 J,

    烧水时的最高热效率:

    η=image.png×100%=image.png×100%=42%

     


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