Question

【题目】某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们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）煤完全燃烧放出的热量．
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量．
（3）煤炉烧水时的热效率．
（4）通过计算你发现利用煤炉加热有什么特点？煤炉加热还有哪些缺点？

Answer 1

【答案】
（1）解：煤完全燃烧产生的热量：

Q放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J

（2）解：水吸收的热量：

Q吸=cm水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（80℃﹣20℃）=2.52×106J

（3）解：煤炉烧水时的热效率：

η= ×100%= ×100%=4.2%

（4）解：由计算结果可知，煤炉煤炉的效率很低；煤炭燃烧过程中，会产生大量有害气体，污染大气
【解析】（1）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；（2）由图知，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；（3）烧水时的热效率（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）；（4）根据计算结果和使用煤炭时的特点分析．
【考点精析】解答此题的关键在于理解热量的计算的相关知识，掌握热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及对燃料的热值的理解，了解热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是：焦耳/千克．燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；（Q放 是热量，单位是：焦耳；q是燃烧值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克．