题目

小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示.小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：①包装箱及热水器的总质量为16kg；②“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为0.4m2 ；④加热模式为“即热式”.即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温.他接通热水器工作开关，当流出40kg热水时，让热水器停止工作.已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出的热水温度为40℃，观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3 ， 水的比热容4.2×103J/（kg·℃）.请帮小明解答下列问题： （1） 若在仓储时堆码层达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？ （2） 该热水器的实际效率是多少？ 答案： 解：一个包装箱的重力为：G1=mg=16kg×10N/kg=160N；则10个包装箱的重力为：G2=10G1=10×160N=1600N；则11层时，最下层包装箱受到的压强为：p=FS=G2S=1600N0.4m3= 4×103Pa. 解：40kg水从15℃升温到40℃吸收的热量：Q吸= cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×40kg ×(40℃-15℃)= 4.2×106J ；燃烧0.15m3的天然气放出的热量：Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J；则热水器的效率：=4.2×106J4.8×106J =0.875=87.5%

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