Question

小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．他想估算一下自己家每天烧水、煮饭、炒菜需要的热量，于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要燃烧的煤，并把它折算成烧水需要的热量，相当于每天将30kg20℃的水烧开（在标准大气压下）．

（1）小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要多少热量？

（2）如果普通煤的热值为3×10⁷J/kg，从理论上讲小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要多少千克煤？

（3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤量0.5kg算，他家每天实际用煤2kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%，你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？

Answer 1

分析：    （1）在标准大气压下水的沸点是100℃，又知道水的质量、比热容和初温，根据Q_吸=cm（t﹣t₀）求出小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要的热量；

（2）由题知Q_吸=Q_放，再利用Q_放=mq计算需要煤的质量；

（3）用煤燃烧加热时，煤不能完全燃烧、热量散失严重．

解答：    解：（1）在标准大气压下水的沸点是100℃，则小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要的热量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）

=4.2×10³J/（kg•℃）×30kg×（100℃﹣20℃）

=1.008×10⁷J；

（2）由题知，Q_放=Q_吸=1.008×10⁷J，

由Q_放=mq可得，小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要煤的质量：

m′===0.336kg；

（3）小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收，大部分的热量散失掉了．

答：（1）小明家每天烧水、做饭需要1.008×10⁷J 的热量； 

（2）小明家每天烧水、做饭需要0.336kg的煤；

（3）小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收，大部分的热量散失掉了．