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

Question

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 0.4m ² ；④热效率为 87% 。表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有 87% 的转化为水的内能；⑤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。

水暖想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。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 0.15m ³ 的 天然气，天然气的热值为 3.2 × 10 ⁷ J/m ³ ，水的比热容 4.2 × 10 ³ J/(kg ·℃ ) g 取 10N/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 ）小明在估测过程中，①流过热水器的水吸收的热量是多少？②天然气完全燃烧释放的热量是多少？

（ 3 ）该热水器的实际效率是多少？

        

Answer 1

（ 1 ）堆码层数达到 11 层时，最下层的包装箱承受着上面 10 层的压力，其大小为： F = G = m 总 g =10 × 16kg × 10N/kg=1600N; ………………..2 分 受力面积为： S =0.4m 2 ，所以承...