學習了電學和熱學知識后,小華通過實驗得知:用電熱壺將20℃的15㎏的水加熱到100℃,需要1.05元電費.用煤氣灶做同樣的實驗,則需要消耗0.42元的煤氣.已知c水=4.2×103J/(kg?℃).
(1)如果使用煤爐做同樣的實驗,已知煤爐燃燒所用無煙煤的熱值為3.4×107J/kg.假如煤爐的熱能利用率為20%,無煙煤的價格是0.34元/㎏,則需花費 ________.
(2)如果某地區(qū)可以同時提供電、煤氣和煤,從經(jīng)濟和環(huán)保等角度綜合分析,你會建議使用哪種燃料?請闡明理由.
答:________.
解:用電熱壺將20℃的15㎏的水加熱到100℃,水吸收的熱量:
Q
吸=cm(t-t
0)=4.2×10
3J/(kg?℃)×15kg×(100℃-20℃)
=5.04×10
6J.
(1)∵Q
吸=Q
放×η=mqη,
∴燒開這壺水需要無煙煤:
,
用無煙煤加熱的花費:
0.34元/kg×0.74kg≈0.25元.
(2)用電熱壺將20℃的15㎏的水加熱到100℃,需要1.05元電費、需要消耗0.42元的煤氣、0.25元的無煙煤.雖然無煙煤花費少,但燃燒時產(chǎn)生廢氣,污染大;用電,無污染,但花費高;用煤氣污染小、價格適中,所以建議使用煤氣.
故答案為:(1)0.25元;
(2)選擇煤氣,因為煤氣價格適中,且污染小.
分析:知道水的質量、比熱容和水升高的溫度值,利用吸熱公式求實驗中水吸收的熱量;
(1)求出了實驗中水吸收的熱量,又知道無煙煤的熱值和煤爐的熱能利用率,利用Q
吸=Q
放×η=mqη計算需要的無煙煤,又知道無煙煤的價格,可以算出用無煙煤加熱的花費;
(2)通過分析燒開同一壺水的花費以及污染大小,選擇使用哪種燃料.
點評:本題是一道電學與熱學的綜合應用題,與生活相連,使學生覺得學了物理有用,且加強了學生的節(jié)能環(huán)保的意識.