Question

某物理兴趣小组的同学用煤炉给10kg的水加热，并绘制了加热过程中水温随时间变化的图线，如图所示．若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg．求：
（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量：
（2）煤炉烧水时的热效率；
（3）如何提高煤炉的效率请提出一条合理的意见．

Answer 1

分析：（1）由图象可知，经过6min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）已知煤的质量和热值，利用Q=mq可求得煤完全燃烧产生的热量；热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比；
（3）提高煤炉效率的方法有：使燃料尽可能充分燃烧；减少热量的损失．

解答：解：（1）由图可知，经过6min时间加热后水温由20℃达到80Ω，
则水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×（80℃-20℃）
=2.52×10⁶J；
（2）煤完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J，
煤炉烧水时的热效率：
η=

Q吸

Q放

×100%=

2.52×106J

6×107J

×100%=4.2%；
（3）提高煤炉的效率有：保证足够的空气；加大燃料燃烧的面积；减少炉体热损失；减少烟气带走的热量等．
答：（1）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×10⁶J；
（2）煤炉烧水时的热效率为4.2%；
（3）提高煤炉的效率有：保证足够的空气；加大燃料燃烧的面积等（合理即可）．

点评：本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用以及明白煤炉效率的含义，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．