Question

【题目】如图甲所示，1 个标准大气压下，普通煤炉把壶内 80℃、5kg 水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为 60%，q煤=3×107J/kg， c水=4.2×103J/(kg·℃)，以上过程中，问：

（1）把壶内水烧开，水需要吸收的热量为多少焦？

（2）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？

（3）为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间 1 kg 水从20℃加热至40℃双加热煤炉的烧水效率有多大？

Answer 1

【答案】(1) 4.2×105J ；(2)0.02kg；(3)72%。

【解析】

(1)利用吸热公式求水吸收的热量；

(2)利用可得煤完全燃烧放出的热量；再利用可得普通煤炉完全燃烧的质量。

(3)由题知，先根据吸热公式求出壁炉间水吸收的热量，进一步可求出双加热煤炉中水吸收的总热量，根据效率计算公式，求出双加热煤炉的烧水效率

(1)在1标准大气压下水的沸点为100℃，把壶内80℃，5kg水烧开，水吸收的热量：

(2)普通煤炉的烧水效率为60%，由可得煤完全燃烧放出的热量为

由可得普通煤炉完全燃烧煤的质量为

(3)由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间1kg水从20℃加热至40℃，则炉壁间水吸收的热量为

而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，所以双加热煤炉中水吸收的总热量为

由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，所以双加热煤炉的烧水效率为

答：(1)把壶内水烧开，水需要吸收的热量为4.2×105J；

(2)普通煤炉完全燃烧煤的质量约为0.023kg；

(3)双加热煤炉的烧水效率为72%。