Question

【題目】某物理興趣小組的同學，用煤爐給10Kg的水加熱，同時繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的曲線，若在6min內共完全燃燒了0.6kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），煤的熱值為3×107J/kg．

（1）這些煤完全燃燒產生的熱量是多少J？
（2）假如單位時間燃燒煤的質量相同，則在如圖的三個時間段中,熱效率最高（選填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”）
（3）此時段的熱效率最高又為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：這些煤完全燃燒產生的熱量Q放=mq=0.6kg×3×107J/kg=1.8×107J；
答： 這些煤完全燃燒產生的熱量是1.8×107J.

（2）0～2min
（3）解：在0～2min時間內煤完全燃燒產生的熱量Q放1=Q放 ×= × 1 . 8 × 10 7 J = 6 × 10 6 J ；
在0～2min時間內水吸收的熱量Q吸1=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（50℃-20℃）=1.26×106J；
煤爐燒水時的熱效率 %=× 100 % = 21 % ．
此時段的熱效率為21%．

【解析】解：（1）（2）圖中所示在0～2min時間內，水的溫度升高最快，所以該時間段熱效率最高；
（1）利用Q=mq可求得煤完全燃燒產生的熱量；（2）相同的加熱時間，0-2min段，水升高的溫度最高可知其熱效率最高；（3）燒水時的熱效率 ．