Question

【题目】某物理兴趣小组的同学，用煤炉给80kg的水加热，同时他们绘制了如图所示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3kg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）煤炉烧水时的热效率．
（4）写出该煤炉此时效率低的原因之一．

Answer 1

【答案】
（1）

解：煤完全燃烧产生的热量：Q放=mq=3kg×3×107J/kg=9×l07J；

答：煤完全燃烧产生的热量为9×l07J；

（2）

解：由图可知，经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃，

则水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×80kg×（80℃﹣20℃）=2.16×107J；

答：经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.16×107J；

（3）

解：煤炉烧水时的热效率：η= = ×100%=22.4%；

答：煤炉烧水时的热效率为22.4%；

（4）

解：家用煤炉效率低的原因是：煤炭没有完全燃烧、热量散失到空气中、废气带走很大一部分热量等．

答：该煤炉此时效率低的原因是煤炭没有完全燃烧、热量散失到空气中、废气带走很大一部分热量等．

【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；（4）根据煤炉在使用过程中有热量的散失、煤没有完全燃烧、废气带走很大一部分热量等分析
【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．