Question

8．某中學為學生供應開水，用鍋爐將200kg的水從25℃加熱到l00℃，燃燒了6kg的無煙煤，試求：[C_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_煤=3.4×10⁷/kg]
（1）鍋爐內的水共吸收多少熱量？
（2）6kg無煙煤完全燃燒共放出的熱量是多少？
（3）該鍋爐的熱效率是多少？
（4）請你簡要說明該鍋爐的熱效率較低的可能原因．

Answer 1

分析 （1）已知水的質量、比熱容和溫度變化值，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量（有用能量）；
（2）已知煤的質量和熱值，利用公式Q_放=mq求煤完全燃燒放出的熱量（總能量）；
（3）上面求出了Q_吸和Q_放，利用效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求鍋爐的效率；
（4）從鍋爐燒水冒出大量的黑煙；燒水的鍋爐周圍的溫度很高入手分析即可得到鍋爐效率低的原因．

解答 解：（1）鍋爐內200kg的水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（100℃-25℃）=6.3×10⁷J；
（2）6kg無煙煤完全燃燒放出的熱量：
Q_放=m_煤q=6kg×3.4×10⁷J/kg=2.04×10⁸J；
（3）該鍋爐的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{6.3×1{0}^{7}J}{2.04×1{0}^{8}J}$×100%≈30.9%．
（4）鍋爐冒出大量的黑煙，說明煤沒有完全燃燒；鍋爐周圍的溫度很高，說明鍋爐向周圍散失的熱量很多，這些都是鍋爐的熱效率較低的原因．
答：（1）水吸收的熱量是6.3×10⁷J；
（2）煤完全燃燒放出的熱量是2.04×10⁸J；
（3）此鍋爐的效率是30.9%．
（4）煤沒有完全燃燒；鍋爐向周圍散失的熱量很多．

點評 本題考查了吸熱公式、燃料完全燃燒放出熱量公式的應用，關鍵是理解熱效率的含義．