Question

15．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，在一段时间内使水温从20℃升高到40℃．经测算，该段时间完全燃烧了0.5kg的煤，水的比热容为C_水=4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值约为q=3×10⁷J/kg．求：
（1）此过程中10kg水所吸收的热量是多少J；
（2）0.5kg煤完全燃烧产生的热量是多少J；
（3）煤炉烧水时的热效率是百分之几？

Answer 1

分析 （1）已知水的质量和升高的温度值，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的热量；
（2）已知煤的质量和热值，利用Q_放=mq可求得煤完全燃烧产生的热量；
（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）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁵J；
（2）煤完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=0.5kg×3×10⁷J/kg=1.5×10⁷J；
（3）煤炉烧水时的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{1.5×1{0}^{7}J}$×100%=5.6%．
答：（1）此过程中水所吸收的热量8.4×10⁵J；
（2）煤完全燃烧产生的热量为1.5×10⁷J；
（3）煤炉烧水时的热效率5.6%．

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以及明白煤炉效率的含义．