Question

3．液化石油氣的熱值高達4.6×10⁷J/kg，一些不法商販為謀取暴利，常將液化石油氣與價格低廉、熱值僅為2.9×10⁷J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內銷售給客戶．常州市質監(jiān)局對某液化石油氣站銷售的瓶裝燃氣進行檢測：將質量為100kg、初始溫度為40℃的水裝入容器內，用高效爐灶燃燒瓶內燃氣加熱容器中的水直至100℃恰好沸騰，瓶內燃氣消耗了0.9kg．通過高效爐灶，水能吸收燃氣完全燃燒釋放熱量的70%．已知水的比熱容為c_水=4.2×10³J/（kg•℃），問：
（1）液化石油氣中混入二甲醚后，放出相同的熱量需要燃氣的質量將增大（“增大”、“減小”）；假如燃燒的氣體都是液化石油氣，并且完全燃燒應當放出的熱量是多少？
（2）水共吸收的熱量是多少焦？
（3）混合后氣體的熱值是多少？

Answer 1

分析 （1）液化石油氣中混入二甲醚后，其熱值會減小，根據Q=mq分析出答案；
（2）根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（3）根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$計算出燃氣完全燃燒釋放的熱量，根據Q=mq求出混合后氣體的熱值．

解答 解：（1）液化石油氣的熱值高達4.6×10⁷J/kg，二甲醚的熱值僅為2.9×10⁷J/kg，所以液化石油氣中混入二甲醚后，混合氣體的熱值會減小，根據Q=mq可知，放出相同的熱量，需要燃氣的質量會增大；
液化石油氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=0.9kg×4.6×10⁷J/kg=4.14×10⁷J；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（100℃-40℃）=2.52×10⁷J；
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得：
燃氣完全燃燒釋放的熱量：
Q_放′=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{70%}$=3.6×10⁷J，
由Q=mq得：
混合后氣體的熱值：
q′=$\frac{{Q}_{放}^{′}}{m}$=$\frac{3.6×1{0}^{7}J}{0.9kg}$=4×10⁷J/kg．
答：（1）增大；完全燃燒應當放出的熱量是4.14×10⁷J；
（2）水共吸收的熱量是2.52×10⁷J；
（3）混合后氣體的熱值是4×10⁷J/kg．

點評 此題主要考查的是學生對熱值、熱量、效率計算公式的理解和掌握，基礎性題目．