Question

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们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0.2kg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．

Answer

（1）煤完全燃烧产生的热量为6×106J；

（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；

（3）煤炉烧水时的热效率为42%．

【解析】【解析】
（1）煤完全燃烧产生的热量：

Q放=mq=0.2kg×3×107J/kg=6×106J，

（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=×100%=×100%=42%；

答：（1）煤完全燃烧产生的热量为6×106J；

（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J；

（3）煤炉烧水时的热效率为42%．

考点：热平衡方程的应用；能量利用效率．

专题：热和能．

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．