Question

18．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了加熱過程中水溫隨時間變化的圖線（如圖所示），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）煤完全燃燒放出的熱量．
（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）通過計算你發(fā)現(xiàn)利用煤爐加熱有什么特點(diǎn)？煤爐加熱還有哪些缺點(diǎn)？

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）根據(jù)計算結(jié)果和使用煤炭時的特點(diǎn)分析．

解答 解：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：
Q_放=m_煤q=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁶J；
（3）煤爐燒水時的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{6×1{0}^{7}J}$×100%=4.2%；
（4）由計算結(jié)果可知，煤爐煤爐的效率很低；煤炭燃燒過程中，會產(chǎn)生大量有害氣體，污染大氣．
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2.52×10⁶J；
（3）煤爐燒水時的熱效率為4.2%；
（4）煤爐的效率很低；煤爐加熱會產(chǎn)生大量有害氣體，污染大氣．

點(diǎn)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(yùn)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．