题目内容

18.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图线(如图所示),若在6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤的热值约为3×107J/kg.求:
(1)煤完全燃烧放出的热量.
(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)通过计算你发现利用煤炉加热有什么特点?煤炉加热还有哪些缺点?

分析 (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(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)根据计算结果和使用煤炭时的特点分析.

解答 解:(1)煤完全燃烧产生的热量:
Q放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J;
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(80℃-20℃)=2.52×106J;
(3)煤炉烧水时的热效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{6×1{0}^{7}J}$×100%=4.2%;
(4)由计算结果可知,煤炉煤炉的效率很低;煤炭燃烧过程中,会产生大量有害气体,污染大气.
答:(1)煤完全燃烧产生的热量为6×107J;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量为2.52×106J;
(3)煤炉烧水时的热效率为4.2%;
(4)煤炉的效率很低;煤炉加热会产生大量有害气体,污染大气.

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,能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键.

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