Question

如圖甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的結構示意圖，從節能角度看，小芳認為乙更合理．

（1）請你簡要說明兩條理由：
①________；
②________．
（2）某學校食堂鍋爐盛水1.5t，如果通過燃燒秸稈的方式將這些水從20℃加熱到100℃，共需要________千克秸稈．（設秸稈完全燃燒，且放出的熱量有42%被水吸收，秸稈的熱值為0.75×10⁷J/kg．）

Answer 1

解：（1）由圖知，鍋爐b更合理．
理由：因為①b圖水的受熱面積大，同時減少了燃燒室下方的熱的損失，增加了內能的利用率；
②b鍋爐外有絕熱材料，大大降低了散熱損失，節約燃料；
③b有吹風設備，燃料燃燒充分，提高燃料的利用率．
（2）由題知，m=1.5t=1.5×10³kg，△t=t-t₀=100℃-20℃=80℃，
水吸收的熱量：
Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5×10³kg×80℃=5.04×10⁸J，
又∵η_熱=42%，
∴Q_放===1.2×10⁹J，
所以秸稈的質量為：
m_稈===160kg．
故答案為：（1）b圖水的受熱面積大，同時減少了燃燒室下方的熱的損失，增加了內能的利用率；
②b鍋爐外有絕熱材料，大大降低了散熱損失，節約燃料；
（2）160．
分析：（1）能量的利用率是有效利用的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比．要提高能量的利用率，就要盡量減少能量的損失．
（2）已知水的質量、比熱容和溫度的變化，首先利用公式Q_吸=Cm△t計算水吸收的熱量，已知秸稈完全燃燒放出的熱量有42%被水吸收，再利用公式Q_放=計算燃料燃燒放出的熱量，已知秸稈的熱值，最后利用公式m=計算秸稈的質量．
點評：第一問通過對兩個鍋爐的分析，考查了提高爐子效率或能量利用率的方法，做題時一定要細心觀察兩個爐子的不同之處．很具有現實性意義；
第二問考查了利用公式Q=mq計算熱量，以及利用其公式變形計算質量，并利用公式Q_吸=Cm△t計算熱量，同時還考查燃料的利用率的問題，在計算過程中要特別注意單位的換算．