Question

【題目】某物理興趣小組的同學，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線．若在6min內完全燃燒了0.2kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），煤的熱值約為3×107J/kg．求：

（1）煤完全燃燒產生的熱量；

（2）經過6min時間加熱，水所吸收的熱量；

（3）煤爐燒水時的熱效率．

Answer 1

【答案】（1）煤完全燃燒產生的熱量為6×106J；

（2）經過6min時間加熱，水所吸收的熱量為2.52×106J；

（3）煤爐燒水時的熱效率為42%．

【解析】

試題分析：（1）已知煤的質量和熱值，利用Q=mq可求得煤完全燃燒產生的熱量；

（2）由圖象可知，經過6min時間加熱，水升高的溫度值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；

（3）熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比．

解：（1）煤完全燃燒產生的熱量：

Q放=mq=0.2kg×3×107J/kg=6×106J，

（2）由圖可知，經過6min時間加熱后水溫由20℃達到80°，

則水吸收的熱量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（80℃﹣20℃）

=2.52×106J；

（3）煤爐燒水時的熱效率：

η=×100%=×100%=42%；

答：（1）煤完全燃燒產生的熱量為6×106J；

（2）經過6min時間加熱，水所吸收的熱量為2.52×106J；

（3）煤爐燒水時的熱效率為42%．