题目内容

【题目】如图甲所示,在标准大气压下,用烧水效率为28%的普通煤炉把壶内初温为20℃、质量为5kg的水烧开,需完全燃烧煤的质量为____kg.为提高煤炉效率,某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10kg水从20℃加热至40℃,则双加热煤炉的烧水效率是_____.[q煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg℃)]

【答案】 0.2 42%

【解析】解答:(1)1标准大气压下水的沸点为100,把壶内205kg水烧开,水吸收的热量:Qcmt14.2×103J/(kg)×5kg×(10020)1.68×106J,普通煤炉的烧水效率为28%,由η 可得煤完全燃烧放出的热量:QQη1.68×10628%6×106J,由Qmq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量:m0.2kg(2)由题可知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40,则炉壁间水吸收的热量:Qcmt24.2×103J/(kg)×10kg×(4020)8.4×105J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:Q吸总Q+Q1.68×106J+8.4×105J2.52×106J,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:η×100%42%.

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