Question

14．某同学学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是c_水=4.2×10³J/（kg•℃），他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量，于是他仔细记录了每一天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并折算成烧水时间，相当于每天将30kg、20℃的水烧开（在一标准大气压下）．
（1）该同学家每天烧水、做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的热值为3×10⁷J/kg，从理论上讲，该同学家每天做饭需要多少kg煤？
（3）该同学家实际每天需要烧煤2kg，由此算出他家煤炉的效率只有16.5%，你认为该同学家煤炉效率低的原因是什么？（写出两条）

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）由题知（从理论上讲）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，燃料燃烧放出的热量不能全部被水吸收．

解答 解：
（1）在一标准大气压下，水的沸点（末温）为100℃，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=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得：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.008×{10}^{7}J}{3×{10}^{7}J/kg}$=0.336kg；
（3）小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃烧、有热损失；
答：（1）小明家每天烧水做饭需要1.008×10⁷J的热量；
（2）从理论上讲小明家每天烧水做饭需0.336kg煤；
（3）小明家煤炉效率低的原因是煤不能完全燃烧、有热损失．

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，增强了学生的节能意识、环保意识，有意义！