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) 6×106J；(2) 2.52×106J；(3) 42%.

【解析】

（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．

（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℃，水温升高了：△t=60℃，则水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×10kg×60℃=2.52×106J；

（3）煤炉烧水时的热效率：η=×100%=×100%=42%.