小明是個很善於把物理知識應用於實際的同學,最近他家中新安裝了天然氣熱水器,如圖所示。小明仔細觀察了包裝箱、熱水...
問題詳情:
小明是個很善於把物理知識應用於實際的同學,最近他家中新安裝了天然氣熱水器,如圖所示。小明仔細觀察了包裝箱、熱水器銘牌,獲得了以下資訊:①包裝箱及熱水器的總質量為16kg;②“堆碼層數極限”標誌數為11,即該包裝箱在倉儲時從地面開始,平放時最大堆放層數是11層,超過則可能把最底層的包裝箱壓壞;③根據包裝箱尺寸計算出平放時的底面積為0.4m2 ;④熱效率為87%。表示該熱水器工作時,天然氣完全燃燒所消耗的化學能,有87%的轉化為水的內能;⑤加熱模式為“即熱式”。即用熱水器給水加熱時,只要接通開關讓自來水流過熱水器,流出的水即可達到設定的水溫。
水暖想估測該熱水器的實際熱效率,以核對銘牌上的數值是否準確。他接通熱水器工作開關,當流出40kg熱水時,讓熱水器停止工作。已知當時自來水的溫度是15℃,熱水器輸出的熱水溫度為40℃,觀察天然氣表得知共用了0.15m3的天然氣,天然氣的熱值為3.2×107J/m3,水的比熱容4.2×103J/(kg·℃),g取10N/kg。
請幫小明解答下列問題:
(1)若在倉儲時堆碼層達到了極限11層,則最下層的包裝箱承受的壓強是多大?
(2)小明在估測過程中,①流過熱水器的水吸收的熱量是多少?②天然氣完全燃燒釋放的熱量是多少?
(3)該熱水器的實際效率是多少?
【回答】
解:(1)堆碼層數達到11層時,最下層的包裝箱承受著上面10層的壓力,其大小為:F=G=m總g=10×16kg×10N/kg=1600N; ………………..2分
受力面積為:S=0.4m2,所以承受的壓強為:…….2分
(2)①流過該熱水器的水吸收的熱量為:
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-15℃)=4.2×106J; ……2分
②天然氣完全燃燒釋放的熱量為:
Q放=q氣V氣=3.2×107J/m3×0.15m3=4.8×106J; …………………..2分
(3)該熱水器的實際熱效率為:
…………………………………………..2分
知識點:各地會考
題型:計算題
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