Question

在一标准大气压下，把质量为40kg温度为20℃的水加热到沸腾，水需要吸收多少热量？若这些热量由煤完全燃烧供给，炉子的效率为30%，则需要燃烧多少千克的煤？（煤的垫值为3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）在一标准大气压下水的沸点100℃，知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的热量；
（2）根据炉子的效率求出煤燃烧放出的热量，再根据煤燃烧的效率求出煤完全燃烧放出的热量，最后根据Q=mq求出需要燃烧的煤．

解答：解：（1）在一标准大气压下水的沸点100℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×（100℃-20℃）
=1.344×10⁷J；
（2）∵炉子的效率为30%，
∴煤燃烧放出的热量：
Q_放=

Q吸

η1

=

1.344×107J

30%

=4.48×10⁷J，
∵Q=mq，
∴需要燃烧煤的质量：
m_煤=

Q放

q

=

4.48×107J

3.0×107J/kg

≈1.49kg．
答：水需要吸收了1.344×10⁷J的热量，需要燃烧1.49kg的煤．

点评：本题考查了热量的计算和燃料热值的应用，关键是知道在一标准大气压下水的沸点100℃．