Question

2．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10L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0.3kg的煤，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），水的密度為l．0×l0³kg/m³，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．

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）由圖象可知，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）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．

解答 解：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量：
Q_放=mq=0.3kg×3×10⁷J/kg=9×10⁶J，
（2）水的體積V=10L=10dm³=0.01m³，
水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.01m³=10kg，
由圖可知，經(jīng)過6min時間加熱后水溫由20℃達到80℃，
則水吸收的熱量：
Q_吸=cm（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%=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{9×1{0}^{6}J}$×100%=28%；
答：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為9×10⁶J；
（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28%．

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以及明白煤爐效率的含義，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．