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8. 某太阳能热水器装有 40 kg 水，阳光照射一段时间后，水温从 10 ℃升高到 60 ℃。已知$c_{水}=4.2×10^{3} J/(kg·℃)$，天然气的热值为$8.4×10^{7} J/m^{3}$。假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收。
（1）热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果水吸收的热量通过燃烧天然气提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？
（1）热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果水吸收的热量通过燃烧天然气提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？
答案
解：
（1）水升高的温度：
Δt = 60℃ - 10℃ = 50℃
水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×40\ \mathrm{kg}×50℃=8.4×10^6\ \mathrm{J}$
（2）由题意可知，天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=8.4×10^6\ \mathrm{J}$
根据$Q_{放}=Vq$，可得需要完全燃烧天然气的体积：
$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{8.4×10^6\ \mathrm{J}}{8.4×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=0.1\ \mathrm{m}^3$
答：（1）热水器中的水吸收的热量是$8.4×10^6\ \mathrm{J}$；（2）需要完全燃烧$0.1\ \mathrm{m}^3$的天然气。
（1）水升高的温度：
Δt = 60℃ - 10℃ = 50℃
水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×40\ \mathrm{kg}×50℃=8.4×10^6\ \mathrm{J}$
（2）由题意可知，天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=8.4×10^6\ \mathrm{J}$
根据$Q_{放}=Vq$，可得需要完全燃烧天然气的体积：
$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{8.4×10^6\ \mathrm{J}}{8.4×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=0.1\ \mathrm{m}^3$
答：（1）热水器中的水吸收的热量是$8.4×10^6\ \mathrm{J}$；（2）需要完全燃烧$0.1\ \mathrm{m}^3$的天然气。
9. 木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，分别使不同质量的上述燃料完全燃烧，得到下表所列数据：
（1）从表中数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越。
（2）从表中数据还可以得出，对于同一种燃料，和的比值是不变的。这个比值反映了燃料本身的一种性质，物理学中称之为。它是用来描述燃料完全燃烧时释放热量能力大小的物理量。
（3）完全燃烧 $0.01\ \mathrm{m}^3$ 的天然气放出的热量是 J。如果这些热量完全用于加热水，可使 kg的水温度升高 $10\ °\mathrm{C}$。实际加热这些水燃烧的天然气要多得多，原因是用燃气灶烧水时，除水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了（回答一个即可）。$[q_{\mathrm{天然气}}=4.2×10^7\ \mathrm{J/m}^3, c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}]$
（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入来描述，我们总是希望它的值越越好。
（1）从表中数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越。
（2）从表中数据还可以得出，对于同一种燃料，和的比值是不变的。这个比值反映了燃料本身的一种性质，物理学中称之为。它是用来描述燃料完全燃烧时释放热量能力大小的物理量。
（3）完全燃烧 $0.01\ \mathrm{m}^3$ 的天然气放出的热量是 J。如果这些热量完全用于加热水，可使 kg的水温度升高 $10\ °\mathrm{C}$。实际加热这些水燃烧的天然气要多得多，原因是用燃气灶烧水时，除水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了（回答一个即可）。$[q_{\mathrm{天然气}}=4.2×10^7\ \mathrm{J/m}^3, c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·}°\mathrm{C)}]$
（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入来描述，我们总是希望它的值越越好。
答案
解：
（1）不同；多
（2）完全燃烧放出的热量；燃料的质量；热值
（3）完全燃烧天然气放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = q_{\mathrm{天然气}}V = 4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3} × 0.01\ \mathrm{m^3} = 4.2×10^5\ \mathrm{J}$
热量全部被水吸收时$Q_{\mathrm{吸}}=Q_{\mathrm{放}}$，由$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$可得水的质量：
$m = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}\Delta t} = \frac{4.2×10^5\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)} × 10° \mathrm{C}} = 10\ \mathrm{kg}$
空气（或周围环境、燃气灶等，合理即可）
（4）热效率；大
（1）不同；多
（2）完全燃烧放出的热量；燃料的质量；热值
（3）完全燃烧天然气放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = q_{\mathrm{天然气}}V = 4.2×10^7\ \mathrm{J/m^3} × 0.01\ \mathrm{m^3} = 4.2×10^5\ \mathrm{J}$
热量全部被水吸收时$Q_{\mathrm{吸}}=Q_{\mathrm{放}}$，由$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$可得水的质量：
$m = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}\Delta t} = \frac{4.2×10^5\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)} × 10° \mathrm{C}} = 10\ \mathrm{kg}$
空气（或周围环境、燃气灶等，合理即可）
（4）热效率；大
