水暖在暖通行业被称为最舒适的采暖方式。随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖，其原理是以温度不高于60的水作为介质，加热整个地板（如图所示）改变房间空气的温度。

1. 水暖在暖通行业被称为最舒适的采暖方式。随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖，其原理是以温度不高于60 $\text{[math]}$ 的水作为介质，加热整个地板（如图所示）改变房间空气的温度。

(1) 水地暖改变房间内空气的温度是通过方式进行的；利用水作为介质，主要是因为水的特点；

(2) 某房间一段时间内循环流动的水质量为800kg，进水温度为55 $\text{[math]}$ ，出水温度为40℃，所需热量由热效率为90%的某品牌的燃气热水器燃烧天然气提供，这段时间要消耗多少m³的天然气？（q_天然气=3.2×10⁷J/m³）

(3) 水向外界放出的热量有5%被房间内的空气吸收，能使房间内150kg空气升高多少 $\text{[math]}$ ？（空气的比热容 $\text{[math]}$ ）

【考点】

热传递改变物体内能; 比热容; 燃料的热值; 热机的效率;

【答案】

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综合题容易

1. 题图是安装在学校内的某种即热式节能饮水机的原理图。烧开的水很烫不能立即饮用，即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题。它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起，利用进水管里的冷水给出水管中的开水降温，同时进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。如图所示，当节能饮水机的出水流量为2.0L/min时，20℃的自来水经热交换套管后被预热成80℃的热水流进加热腔，同时有相同质量的100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出。即热式节能饮水机喝水无需等待，即按即出，而且待机时零功耗，比传统饮水机要节能、省电，真正倡导了绿色环保饮水新概念。

（1）该饮水机的热交换套管是采用方式增大了自来水的内能，加热腔内发生的能量转化是电能转化为；

（2）可供直接饮用的温开水的温度是℃（不计热损失）；

（3）每分钟节能饮水机流出水的质量为kg。每分钟进入加热腔的热水吸收的热量是J。若将电热器用一个热效率为50%的烧煤锅炉代替，则该锅炉每分钟至少需要燃烧kg的煤。[ρ_水=1.0×10³kg/m³ ， c_水=4.2×10³kg/m³ ， q=3.0×10⁷J/kg]

综合题普通

2. 如图所示是我国北方的供暖设备，它一般安装在房间靠墙壁处，需要供暖时，让温度较高的热液从入口流入铁管，经过弯曲的铁管并放出热量，使房间温度升高，最后变成温度较低的温液从出口流出。

物质	比热容J/（kg·℃ ）
水	4200
煤油	2100
色拉油	1070

(1) 相比我们南方的冷气设备安装大房间的上方，则你认为该北方的供暖设备应安装在房间靠墙壁的（上或下）方效果更好些；

(2) 热液流过铁管放出热量是通过的方式进行，该过程是能量的（后一空填：“转移”或“转化”）过程；

(3) 该供暖设备运输热量的媒介若选用煤油与色拉油比较，则在同种条件下选用能够使房间的温度上升得更高；

(4) 该供暖设备中铁管做成弯曲形状而不是直线可以增长热液放出热量的，从而增强供暖效果；

(5) 若利用水来作为运输热量的媒介，某时间段内有质量是39kg温度是85℃的水从入口流入，从出口流出时温度变成35℃，则该时间段热水能为房间提供了J的热量，若该房间的长、宽、高分别为5m、5m、4m，则该时间段大致能够使房间的温度升高℃。[设空气的密度为 $\text{[math]}$ _空=1.3kg/m³ ，比热容为c_空=2.5×10³J/（kg·℃）]

综合题普通

3. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂，火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。

表1

	第1代	第2代	第3代	第4代
燃料	氧气和汽油混合	偏二甲肼	煤油	液态氢
氧化剂	氧气和汽油混合	四氧化二氮	液态氧	液态氧

表2

燃料	热值	燃料	热值
汽油	$\text{[math]}$	煤油	$\text{[math]}$
柴油	$\text{[math]}$	氢	$\text{[math]}$

(1) 使用氢作为燃料的主要优点是：和；

(2) 某火箭发射时携带了 $\text{[math]}$ 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾；（当地大气压为一标准大气压）

(3) 氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。

综合题普通