Question

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内完全燃烧了200g的煤，水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg．求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）6min内煤炉烧水时的热效率．

Answer 1

分析：（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b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）烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．

解答：解：（1）煤完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=0.2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁶J；
（2）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；
（3）煤炉烧水时的热效率：
η=

Q吸

Q放

×100%=

2.52×106J

6×106J

×100%=42%．
答：（1）煤完全燃烧产生的热量为6×10⁶J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×10⁶J；
（3）煤炉烧水时的热效率为42%．

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，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．