Question

【题目】某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10Kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的曲线，若在6min内共完全燃烧了0.6kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg℃），煤的热值为3×107J/kg．

（1）这些煤完全燃烧产生的热量是多少J？

（2）假如单位时间燃烧煤的质量相同，则在如图的三个时间段中,________热效率最高（选填“0～2min”、“2～4min”或“4～6min”）

（3）此时段的热效率最高又为多少？

Answer 1

【答案】 1.8×107J 0～2min 21%

【解析】解：（1）这些煤完全燃烧产生的热量Q放=mq=0.6kg×3×107J/kg=1.8×107J；

（2）由图可知，给质量10kg的水加热，在三个相同时间段中，0～2min水吸热温度升高的最多，水吸收的热量最多，根据单位时间燃烧煤的质量相同，在三个相同时间里煤燃烧放出的热量相同，因此在0~2min热效率最高。

（3）解：在0～2min时间内煤完全燃烧产生的热量Q放1=Q放 ×= × 1 . 8 × 10 7 J = 6 × 10 6 J ；

在0～2min时间内水吸收的热量Q吸1=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg℃）×10kg×（50℃-20℃）=1.26×106J；

煤炉烧水时的热效率

即此时段的热效率为21%．

答：（1）这些煤完全燃烧产生的热量是1.8×107J；（2）在0~2min热效率最高；（3）此时段的热效率最高为21%；