Question

20．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从20℃加热到沸腾，当地气压为1标准大气压，燃烧了4kg的无烟煤．（无烟煤的热值是3.4×10⁷J/kg）求：
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？
（2）4kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？
（3）此锅炉的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的质量、水的比热容、水的初温和末温（1标准大气压水的沸点为100℃），利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量；
（2）知道无烟煤的热值和质量，利用公式Q_放=mq计算无烟煤完全燃烧放出的热量；
（3）知道水吸收的热量和无烟煤完全燃烧放出的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出此锅炉的效率．

解答 解：
（1）1标准大气压水的沸点为100℃，即末温为100℃，
水吸收的热量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（100℃-20℃）=6.72×10⁷J；
（2）4kg无烟煤完全燃烧放出的热量：
Q_放=q_煤m_煤=3.4×10⁷J/kg×4kg=1.36×10⁸J；
（3）此锅炉的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{6.72×1{0}^{7}J}{1.36×1{0}^{8}J}$×100%≈49.4%．
答：（1）锅炉内的水吸收的热量是6.72×10⁷J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是1.36×10⁸J；
（3）此锅炉的效率是49.4%．

点评 本题考查了吸热公式、燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的应用，比较基础．