Question

8．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到l00℃，燃烧了6kg的无烟煤，试求：[C_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_煤=3.4×10⁷/kg]
（1）锅炉内的水共吸收多少热量？
（2）6kg无烟煤完全燃烧共放出的热量是多少？
（3）该锅炉的热效率是多少？
（4）请你简要说明该锅炉的热效率较低的可能原因．

Answer 1

分析 （1）已知水的质量、比热容和温度变化值，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量（有用能量）；
（2）已知煤的质量和热值，利用公式Q_放=mq求煤完全燃烧放出的热量（总能量）；
（3）上面求出了Q_吸和Q_放，利用效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求锅炉的效率；
（4）从锅炉烧水冒出大量的黑烟；烧水的锅炉周围的温度很高入手分析即可得到锅炉效率低的原因．

解答 解：（1）锅炉内200kg的水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（100℃-25℃）=6.3×10⁷J；
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量：
Q_放=m_煤q=6kg×3.4×10⁷J/kg=2.04×10⁸J；
（3）该锅炉的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{6.3×1{0}^{7}J}{2.04×1{0}^{8}J}$×100%≈30.9%．
（4）锅炉冒出大量的黑烟，说明煤没有完全燃烧；锅炉周围的温度很高，说明锅炉向周围散失的热量很多，这些都是锅炉的热效率较低的原因．
答：（1）水吸收的热量是6.3×10⁷J；
（2）煤完全燃烧放出的热量是2.04×10⁸J；
（3）此锅炉的效率是30.9%．
（4）煤没有完全燃烧；锅炉向周围散失的热量很多．

点评 本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放出热量公式的应用，关键是理解热效率的含义．