Question

【題目】某物理興趣小組的同學，用煤爐給80kg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3kg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．
（4）寫出該煤爐此時效率低的原因之一．

Answer 1

【答案】
（1）

解：煤完全燃燒產生的熱量：Q放=mq=3kg×3×107J/kg=9×l07J；

答：煤完全燃燒產生的熱量為9×l07J；

（2）

解：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℃）×80kg×（80℃﹣20℃）=2.16×107J；

答：經過6min時間加熱，水所吸收的熱量為2.16×107J；

（3）

解：煤爐燒水時的熱效率：η= = ×100%=22.4%；

答：煤爐燒水時的熱效率為22.4%；

（4）

解：家用煤爐效率低的原因是：煤炭沒有完全燃燒、熱量散失到空氣中、廢氣帶走很大一部分熱量等．

答：該煤爐此時效率低的原因是煤炭沒有完全燃燒、熱量散失到空氣中、廢氣帶走很大一部分熱量等．

【解析】（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b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）燒水時的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；（4）根據煤爐在使用過程中有熱量的散失、煤沒有完全燃燒、廢氣帶走很大一部分熱量等分析
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解熱量的計算的相關知識，掌握熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．