Question

小明在家中用蜂窩煤爐燒水，將一壺質量為2.5kg的水從20℃加熱至沸騰（在一標準大氣壓下），若整個加熱過程中共燃燒無煙煤200g．已知無煙煤的熱值為3.4×10⁷J/kg．試計算：
（1）水共吸收了多少熱量？
（2）這些無煙煤完全燃燒共能放出多少熱量？
（3）此蜂窩煤爐的效率為多少？

Answer 1

分析：（1）知道水的質量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量（有用能量）；
（2）知道使用無煙煤的質量和無煙煤的熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式求無煙煤完全燃燒放出的熱量（總能量）；
（3）利用效率公式求蜂窩煤爐的效率．

解答：已知：水的質量m=2.5kg，初溫t₀=20℃，末溫t=100℃，燃燒無煙煤的質量m′=200g=0.2kg，無煙煤的熱值為q=3.4×10⁷J/kg，水的比熱c=4.2×10³J/（kg?℃）
求：（1）水共吸收的熱量Q_吸=？；（2）無煙煤完全燃燒放出的熱量Q_放=？；（3）蜂窩煤爐的效率η=？
解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5kg×（100℃-20℃）
=8.4×10⁵J；
（2）無煙煤完全燃燒時放出的熱量：
Q_放=qm′=3.4×10⁷J/kg×0.2kg=6.8×10⁶J；
（3）蜂窩煤爐的效率：
η=

Q吸

Q放

×100%=

8.4×105J

6.8×106J

×100%≈12.4%．
答：（1）水吸收的熱量為8.4×10⁵J；
（2）無煙煤完全燃燒放出的熱量為6.8×10⁶J；
（3）蜂窩煤爐的效率為12.4%．

點評：本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運用，注意：固體和液體的熱值單位為J/kg，氣體燃料的熱值單位為J/m³．