Question

质量为500克的铁壶中放有3千克水，把这一壶20^оC的水烧开（一标准大气压），问：
（1）需要吸收多少热量．
（2）若用效率为40%的炉子加热，烧开这壶水需燃烧多少克烟煤？（铁的比热容为0.46×10³焦/（千克?℃），无烟煤的燃烧值为3.4×10⁷焦/千克）

Answer 1

（1）1标准大气压下水的沸点是100℃，
烧开一壶水，壶吸收的热量：
Q_壶=c_铁m_铁（t-t₀）=0.46×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（100℃-20℃）=1.84×10⁴J，
水吸收的热量：
Q_水=c_水m_水（t-t0）=4.2×10³J/（kg?℃）×3kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁶J，
烧开一壶水吸收的热量：
Q=Q_壶+Q_水=1.84×10⁴J+1.008×10⁶J=1.0264×10⁶J；
（2）炉子的效率为40%=0.40，则烧开一壶水，煤需要释放的热量：
Q_放=

Q

η

=

1.0264×106J

0.40

=2.566×10⁶J，
∵Q_放=mq，
∴需要烟煤的质量：
m=

Q放

q

=

2.566×106J

3.4×107J/kg

≈0.075kg=75g；
答：（1）需要吸收1.0264×10⁶J的热量．
（2）烧开这壶水需燃烧75克烟煤．