专训3 能量利用效率的综合计算关于炉灶的效率：炉灶的效率与热机的效率求法相同，先分别求有效利用的能量和总热量，再利用效率公式求炉灶的效率这里注意，一般来说，水吸收的热量为有效利用的能量 炉子效率的计算1．(中考·德州)天然气灶使用方便、经济环保如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至沸腾，大约需要10 min已知：水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107 J/m3求：(1)水吸收的热量；(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？(第1题图)2．(中考·苏州)某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率他们用酒精灯给100 g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60 ℃，消耗了4.2 g酒精已知：水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107 J/kg求：(1)此过程中水吸收的热量；(2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量；(3)酒精灯烧水时的热效率3．(中考·安徽)某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃，消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。
已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为3.2×107 J/m3求：(1)1 m3天然气完全燃烧放出的热量；(2)水吸收的热量；(3)该热水器工作的效率 能量利用效率的计算4．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息，求：太阳照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/℃水的比热容/J·(kg·℃)－1太阳辐射功率/J·(m2·h)－1101002.5504.2×1031.68×106(1)水在10 h内吸收的热量2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少米3的天然气(天然气的热值为8.4×107 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)3)该太阳能热水器的能量转化效率全章高频考点专训答案专训31．解：(1)由热量计算公式，得：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×3 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.008×106 J；(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放与水吸收的热量Q吸之间的关系为：Q放＝＝＝1.68×106 J，由Q放＝qV，得：V＝＝＝4.8×10－2 m3。
2．解：(1)100 g＝0.1 kg，水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg· ℃)×0.1 kg×60 ℃＝2.52×104 J2)酒精完全燃烧放出的热量Q放＝m′q＝0.004 2 kg×3×107 J/kg＝1.26×105 J3)酒精灯烧水时的热效率η＝×100%＝×100%＝20%3．解：(1)天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝1 m3×3.2×107 J/m3＝3.2×107 J2)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50－20)℃＝1.26×107 J3)热水器的效率η＝＝≈39%4．解：(1)水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50 ℃＝2.1×107 J2)由题意，Q放＝Q吸＝2.1×107 J，需要天然气的体积：V＝＝＝0.25 m33)10 h太阳能热水器吸收的太阳能：Q总＝1.68×106 J×2.5×10＝4.2×107 J，η＝×100%＝×100%＝50%。