Question

4．用烟煤烧水时，将10L的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤．水的比热容是4.2×10³J/（kg．℃），烟煤的热值约为3×10⁷J/kg试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）热效率是多少？
（4）分析热效率不高的原因．

Answer 1

分析 （1）知道水的体积，利用m=ρV求其质量，又知道水的比热容和水的温度变化，可利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量；
（2）知道烟煤的热值和质量，可利用公式Q_放=mq计算烟煤完全燃烧放出的热量；
（3）热效率等于水吸收的热量与烟煤完全燃烧放出的热量之比；
（4）从燃料是否完全燃烧和热量散失分析解答．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×10×10^-3m³=10kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁶J；
（2）1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=1.4kg×3×10⁷J/kg=4.2×10⁷J；
（3）热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{7}J}$×100%=8%；
（4）烟煤没有完全燃烧，热传递给水的过程中有热量损失．
答：（1）水吸收的热量是3.36×10⁶J；
（2）1.4kg的烟煤完全燃烧放出的热量是4.2×10⁷J；
（3）热效率是8%；
（4）烟煤没有完全燃烧，热传递给水的过程中有热量损失．

点评 本题考查学生对热传递过程中的吸热公式和燃料燃烧放出热量公式，热效率公式的理解和灵活运用．