水的热量

水的热量 用天然气和用电烧开1kg的水，哪个更便宜？

天然气和电是我们生活中常用到的能源，使用哪一个在价格上更合算，我们可以对比1千克水烧开的消耗量，分为理论计算和实际计算。

理论计算相关数据：天然气的热值大约为3.5×10^4KJ/m3，冷水温度20℃，水的比热容为4200J/(㎏·℃），好一点的燃气灶热效率能到达60%，天然气价格2.2元/立方米，电热水壶的热效率大约为85%，电价0.56元/度。

以此计算，烧开1千克水的内能增加为：Q=1kg*(100℃-20℃)*4200=3.36*10^5焦耳；（1）燃气灶烧开需要消耗的天然气体积：V=Q/(60%*3.5*10^7)=0.016立方米；使用天然气费用0.016*2.2≈0.035元；（2）电热水壶烧开需要消耗的电能：E=3.36*10^5/0.85=3.95*10^5焦耳=0.11度；使用电能的费用0.11*0.56≈0.061元；如此看来，使用燃气灶烧水要比用电便宜，但不同地方的电价和气价有差异，理论计算也存在偏差。

实际计算相比理论计算，实际的计算更靠谱些，为此，我特意使用电热水壶和燃气灶进行烧水对比，热水壶容量1.5L装满，额定功率1850W，燃气灶烧水量也是1.5L，火力开到最大，把冷水烧开的耗时分别为：电热水壶：7分03秒；燃气灶：7分25秒；（1）燃气灶燃气灶标定的热负荷为4.1KW，天然气热值大约为8500千卡/立方米，根据每千瓦热负荷对应860千卡，得知天然气灶对应耗气流量大约为每小时0.41立方米，以此进行估算，此次烧开1.5L（1.5千克）水耗气量为：V=423*0.41/3600≈0.048立方米;于是烧开1千克水：消耗天然气为0.032立方米，是理论计算的2倍，天然气单价2.2消耗费用0.07元。

（2）电热水壶此次烧开1.5千克水消耗电能E=1850*445=8.2*10^5焦耳=0.23度；于是烧开1千克水：消耗电能0.15度，是理论计算值的1.4倍，电能单价0.56消耗费用0.084元。

我们可以看到，在文中单价的情况下，无论理论计算还是实际计算，使用天然气都更便宜，但实际计算的结果天然气并没有比用电便宜太多，如果当地电价和气价相差太大，也有可能得到相反的结果。

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基本数据（以北京为例）：1千瓦时的电费是0.488元。

燃气费得算一下，燃气的热值取8000千卡/立方米，相当于9.3千瓦时，一方燃气价格2.3元，相当于0.247元/千瓦时。

热效率：使用的加热方式不同，或者加热容器不同，热效率也有所不同。

比如铁锅铝锅铜锅之间就有差别，电加热时的外加热（比如电磁炉）与内加热（比如热得快）也有所不同。

但总体说，电的热转换效率要略高于燃气，但差别不大，通常在5%以内。

为方便计算，就取5%，也就是燃气的热效率是电加热的95%。

从上面的基础数据计算，外部条件相同的条件下，烧开同量同温同纯度的水用燃气要远比用电省钱，燃气更便宜。

至于1kg水，由于题设没有交代初始温度，没法具体计算能耗，但无论用什么烧，能耗是一样的。

相同的能耗下，用各自合理的加热方式，根据前面的计算，加热费用燃气要便宜将近一半。

附：北京市居民用电与天燃气价格表