Question

12．将盛水的铝壶放在煤炉上，把5kg水从20℃加热到沸腾（在标准大气压下），设煤放出的热量有50%被水吸收，至少需要燃烧多少无烟煤？为什么实际消耗的煤更多？用什么方法可提高炉子的效率？（已知水的比热容为4.2×10³J/（㎏•℃），无烟煤的热值是3.36×10⁷J/㎏．）

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、比热容、初温和末温，根据公式Q_吸=cm（t-t₀）可求出水吸收的热量；根据Q_吸=50%Q_放和Q_放=mq可求出无烟煤完全燃烧放出的热量；
（2）从燃料是否完全燃烧以及减少热量散失方面分析．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）
=1.68×10⁶J；
由Q_吸=50%Q_放和Q_放=mq可得，无烟煤的质量：m=$\frac{\frac{{Q}_{吸}}{50%}}{q}$=$\frac{\frac{1.68×1{0}^{5}J}{50%}}{3.36×1{0}^{7}J/kg}$=0.01kg；
（2）因为无烟煤没有完全燃烧，并且有热量散失，所以实际消耗的煤更多；
可以使煤尽量完全燃烧或减少热量散失都可以提高炉子的效率．
答：至少需要燃烧0.01kg无烟煤；无烟煤没有完全燃烧，并且有热量散失；使煤尽量完全燃烧或减少热量散失．

点评 本题考查学生对热传递过程中吸热公式和燃料燃烧放出热量公式的综合运用以及提高效率的方法．