Question

学习了电学和热学知识后，小华通过实验得知：用电热壶将20℃的15㎏的水加热到100℃，需要1.05元电费．用煤气灶做同样的实验，则需要消耗0.42元的煤气．已知c_水=4.2×10³J/（kg?℃）．
（1）如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×10⁷J/kg．假如煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/㎏，则需花费

 

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（2）如果某地区可以同时提供电、煤气和煤，从经济和环保等角度综合分析，你会建议使用哪种燃料？请阐明理由．
答：

 

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Answer 1

分析：知道水的质量、比热容和水升高的温度值，利用吸热公式求实验中水吸收的热量；
（1）求出了实验中水吸收的热量，又知道无烟煤的热值和煤炉的热能利用率，利用Q_吸=Q_放×η=mqη计算需要的无烟煤，又知道无烟煤的价格，可以算出用无烟煤加热的花费；
（2）通过分析烧开同一壶水的花费以及污染大小，选择使用哪种燃料．

解答：解：用电热壶将20℃的15㎏的水加热到100℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×15kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁶J．
（1）∵Q_吸=Q_放×η=mqη，
∴烧开这壶水需要无烟煤：
m=

Q吸

qη

=

5.04×106J

3.4×107J/kg×20%

≈ 0.74kg，
用无烟煤加热的花费：
0.34元/kg×0.74kg≈0.25元．
（2）用电热壶将20℃的15㎏的水加热到100℃，需要1.05元电费、需要消耗0.42元的煤气、0.25元的无烟煤．虽然无烟煤花费少，但燃烧时产生废气，污染大；用电，无污染，但花费高；用煤气污染小、价格适中，所以建议使用煤气．
故答案为：（1）0.25元；
（2）选择煤气，因为煤气价格适中，且污染小．

点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与生活相连，使学生觉得学了物理有用，且加强了学生的节能环保的意识．