Question

4．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給100kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線．若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），煤的熱值約為3×10⁷J/kg．求：
（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：
（2）經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；
（3）煤爐燒水時的熱效率．
（4）就小火爐的使用，談?wù)勀愕目捶ǎ盒』馉t的熱效率太低，能源利用率低（寫出一點即可）．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）由圖知，經(jīng)過6min時間加熱，水升高的溫度值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（3）燒水時的熱效率（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）；
（4）求出小火爐的熱效率，根據(jù)熱效率的高低進行分析．

解答 解：
（1）2kg煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q_放=mq=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J；
（2）水所吸收的熱量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁷J；
（3）煤爐燒水時的熱效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{6×1{0}^{7}J}$×100%=42%．
（4）家用煤爐效率較低，原因是：煤炭不容易完全燃燒、熱量散失到空氣中、廢氣帶走很大一部分熱量等．
答：
（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為6×10⁷J；
（2）經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量為2.52×10⁷J；
（3）煤爐燒水時的熱效率為42%；
（4）小火爐的熱效率太低，能源利用率低．

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