Question

2．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給4kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過(guò)程中水溫隨時(shí)間變化的圖線．若從計(jì)時(shí)開(kāi)始的4min內(nèi)完全燃燒了0.3kg的煤，已知：水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），煤的熱值為3×10⁷J/kg．
（1）此過(guò)程中水吸收的熱量．
（2）0.3kg煤完全燃燒放出的熱量．
（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率．

Answer 1

分析 （1）由圖知，經(jīng)過(guò)4min時(shí)間加熱，水升高的溫度值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）已知煤的質(zhì)量和熱值，利用Q=mq可求得煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；
（3）燒水時(shí)的熱效率（熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比）．

解答 解：（1）4min內(nèi)水溫由20℃升高到70℃，
水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×4kg×（70℃-20℃）=8.4×10⁵J；
（2）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q_放=mq=0.3kg×3×10⁷J/kg=0.9×10⁷J；
（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{0.9×1{0}^{7}J}$×100%≈9%．
答：（1）經(jīng)過(guò)4min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量為8.4×10⁵J；
（2）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為0.9×10⁷J；
（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率為9%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，能從液體的溫度隨時(shí)間變化的圖象搜集有關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．