Question

11．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图线．若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值约为3×10⁷J/kg．求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率；
（4）根据图线说出水温变化的规律．

Answer 1

分析 （1）知道煤的质量和热值，根据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，根据Q_吸=cm_水△t求出水吸收的热量；
（3）知道水所吸收的热量和煤完全燃烧产生的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出煤炉烧水时的热效率；
（4）发生热传递的条件是存在温度差，温度差越大，热传递越快．

解答 解：（1）煤完全燃烧产生的热量：
Q_放=m_煤q_煤=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J．        
（2）由图象可知，水升高的温度△t=80℃-20℃=60℃，
Q_吸=c_水m_水△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×60℃
=2.52×10⁶J．     
（3）煤炉烧水时的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%
=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{6×1{0}^{7}J}$×100%
=4.2%．
（4）由图象可知，随着水温的不断升高，温度变化越来越慢．
答：（1）煤完全燃烧产生的热量为6×10⁷J；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量是2.52×10⁶J；
（3）煤炉烧水时的热效率为4.2%；
（4）根据图象分析：水在加热过程中，随着水温的不断升高，温度变化越来越慢．

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，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此题考查热传递的条件和对图象的分析．
其中在图象中提取有价值信息，是我们需要提高的能力之一．