Question

2．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，在6min内完全燃烧1kg的煤，根据实验数据，他们绘制的水温随时间变化的图象如图所示，已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）、q_煤取3.0×10⁷J/kg．求：
（1）1kg煤完全燃烧产生的热量．
（2）经过6min加热，水所吸收的热量．
（3）该煤炉烧水的热效率．

Answer 1

分析 （1）已知煤的质量和热值，利用Q=mq可求得煤完全燃烧产生的热量；
（2）由图象可知，经过6min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
（3）热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比．

解答 解：
（1）1kg煤完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=1kg×3.0×10⁷J/kg=3.0×10⁷J；
（2）由图可知，经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃，
则水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（80℃-20℃）
=2.52×10⁶J；
（3）煤炉烧水时的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{3.0×1{0}^{7}J}$×100%=8.4%．
答：
（1）1kg煤完全燃烧产生的热量为3.0×10⁷J；
（2）经过6min加热，水所吸收的热量为2.52×10⁶J；
（3）该煤炉烧水的热效率8.4%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用以及明白煤炉效率的含义，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．