Question

16．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖線．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）根據(jù)圖象分析：水在加熱過程中的溫度變化有什么特點(diǎn)？
（2）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；
（3）經(jīng)過6min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；
（4）煤爐燒水時(shí)的熱效率．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差，溫度差越大，熱傳遞越快．
（2）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；
（3）由圖b知，經(jīng)過6min時(shí)間加熱，水升高的溫度值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（4）燒水時(shí)的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）由圖可知，隨著水溫的不斷升高，溫度變化越來越慢；
（2）燃燒煤的質(zhì)量m_煤=2kg，煤的熱值q_煤=3×10⁷J/kg，
煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q_放=m_煤q_煤=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J；        
（3）水的質(zhì)量m_水=10kg，加熱6min水溫度升高度數(shù)△t=80℃-20℃=60℃，
Q_吸=cm_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×60℃=2.52×10⁶J；     
（3）煤爐燒水時(shí)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%．
答：（1）根據(jù)圖象分析：水在加熱過程中，隨著水溫的不斷升高，溫度變化越來越慢；
（2）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為6×10⁷J；
（3）經(jīng)過6min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量是2.52×10⁶J；
（4）煤爐燒水時(shí)的熱效率為4.2%．

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(shí)間變化的圖象搜集有關(guān)信息是本題的關(guān)鍵此題考查熱傳遞的條件和對圖象的分析．其中在圖象中提取有價(jià)值信息，是我們需要提高的能力之一．