Question

13．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(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），煤的熱值約為3×10⁷J/kg．求：
（1）2kg煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；
（2）經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；
（3）在這6min里煤爐燒水時的熱效率．

Answer 1

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(chǎn)生的熱量；
（2）由圖知，經(jīng)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）燒水時的熱效率（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）．

解答 解：（1）燃燒煤的質量m_煤=2kg，煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q_放=m_煤q=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J；
（2）水的質量m_水=10kg，加熱前水的溫度t₀=20℃，加熱后水的溫度t=80℃，
水吸收的熱量：Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁶J；
（3）煤爐燒水時的熱效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{6×1{0}^{7}J}$×100%=4.2%．
答：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為6×10⁷J；
（2）經(jīng)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4.2%．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，能從液體的溫度隨時間變化的圖象搜集有關信息是本題的關鍵．