Question

14．某物理興趣小組的同學，用煤爐給20kg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0-9min內完全燃燒了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煤完全燃燒產生的熱量；
（2）經過0-9min時間加熱，水所吸收的熱量；
（3）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生的熱量；
（2）由圖知，經過0-9min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）2kg煤完全燃燒產生的熱量：
Q_放=mq=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J；
（2）經過0-9min時間加熱，水所吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×20kg×（80℃-20℃）=5.04×10⁶J；
（3）煤爐燒水時的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{5.04×1{0}^{6}J}{6×1{0}^{7}J}$×100%=8.4%．
答：（1）2kg煤完全燃燒產生的熱量為6×10⁷J；
（2）經過0-9min時間加熱，水所吸收的熱量為5.04×10⁶J；
（3）煤爐燒水時的熱效率為8.4%．

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．