如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入2L初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，消耗了25g丁烷气体（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），丁烷的热值为4.8×107J/kg）。求：（1）壶中水的质量；（2）水吸收的热量；（3）卡式炉的加热效率。

考查要点：本题综合考查密度公式、热量计算及热效率的计算，涉及单位换算和公式的灵活运用。
解题思路：

1. 水的质量：利用密度公式$m=ρV$，注意单位统一；
2. 水吸收的热量：应用比热容公式$Q=cmΔT$，明确温度变化量；
3. 加热效率：通过有效热量与总热量的比值计算，注意燃料质量的单位换算。
   关键点：单位换算是解题基础，公式选择需紧扣物理意义。

第（1）题

求水的质量

单位换算

水的体积$V=2\ \text{L}=2\times10^{-3}\ \text{m}^3$（因$1\ \text{L}=1\ \text{dm}^3=10^{-3}\ \text{m}^3$）。

应用密度公式

水的密度$ρ_{\text{水}}=1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3$，代入公式：
$m_{\text{水}}=ρ_{\text{水}} \cdot V=1.0\times10^3\ \text{kg/m}^3 \cdot 2\times10^{-3}\ \text{m}^3=2\ \text{kg}.$

第（2）题

求水吸收的热量

温度变化量

$ΔT=T-T_0=100\ \text{℃}-25\ \text{℃}=75\ \text{℃}$.

代入比热容公式

$Q_{\text{吸}}=c_{\text{水}} \cdot m_{\text{水}} \cdot ΔT=4.2\times10^3\ \text{J/(kg·℃)} \cdot 2\ \text{kg} \cdot 75\ \text{℃}=6.3\times10^5\ \text{J}.$

第（3）题

求加热效率

燃料燃烧放热

丁烷质量$m_{\text{丁烷}}=25\ \text{g}=0.025\ \text{kg}$，热值$q=4.8\times10^7\ \text{J/kg}$，则：
$Q_{\text{放}}=m_{\text{丁烷}} \cdot q=0.025\ \text{kg} \cdot 4.8\times10^7\ \text{J/kg}=1.2\times10^6\ \text{J}.$

计算效率

$η=\frac{Q_{\text{吸}}}{Q_{\text{放}}} \times100\%=\frac{6.3\times10^5}{1.2\times10^6} \times100\%=52.5\%.$