Question

【題目】如圖甲所示，1 個標準大氣壓下，普通煤爐把壺內 80℃、5kg 水燒開需完全燃燒一定質量的煤，此過程中，燒水效率為 60%，q煤=3×107J/kg， c水=4.2×103J/(kg·℃)，以上過程中，問：

（1）把壺內水燒開，水需要吸收的熱量為多少焦？

（2）普通煤爐完全燃燒煤的質量有多大？

（3）為提高煤爐效率，浙江大學創意小組設計了雙加熱煤爐，如圖乙所示，在消耗等量煤燒開壺內初溫相同、等量水的過程中，還可額外把爐壁間 1 kg 水從20℃加熱至40℃雙加熱煤爐的燒水效率有多大？

Answer 1

【答案】(1) 4.2×105J ；(2)0.02kg；(3)72%。

【解析】

(1)利用吸熱公式求水吸收的熱量；

(2)利用可得煤完全燃燒放出的熱量；再利用可得普通煤爐完全燃燒的質量。

(3)由題知，先根據吸熱公式求出壁爐間水吸收的熱量，進一步可求出雙加熱煤爐中水吸收的總熱量，根據效率計算公式，求出雙加熱煤爐的燒水效率

(1)在1標準大氣壓下水的沸點為100℃，把壺內80℃，5kg水燒開，水吸收的熱量：

(2)普通煤爐的燒水效率為60%，由可得煤完全燃燒放出的熱量為

由可得普通煤爐完全燃燒煤的質量為

(3)由題可知，雙加熱煤爐還可額外把爐壁間1kg水從20℃加熱至40℃，則爐壁間水吸收的熱量為

而壺內水的初溫、末溫以及質量均不變，則壺內水吸收熱量不變，所以雙加熱煤爐中水吸收的總熱量為

由題意可知，雙加熱煤爐與普通煤爐消耗煤的質量相等，則這些煤完全燃燒放出的熱量不變，所以雙加熱煤爐的燒水效率為

答：(1)把壺內水燒開，水需要吸收的熱量為4.2×105J；

(2)普通煤爐完全燃燒煤的質量約為0.023kg；

(3)雙加熱煤爐的燒水效率為72%。