Question

4．用煙煤燒水時，將10L的水從20℃加熱到100℃，燃燒了1.4kg的煙煤．水的比熱容是4.2×10³J/（kg．℃），煙煤的熱值約為3×10⁷J/kg試求：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）1.4kg的煙煤完全燃燒放出的熱量是多少？
（3）熱效率是多少？
（4）分析熱效率不高的原因．

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用m=ρV求其質量，又知道水的比熱容和水的溫度變化，可利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）計算水吸收的熱量；
（2）知道煙煤的熱值和質量，可利用公式Q_放=mq計算煙煤完全燃燒放出的熱量；
（3）熱效率等于水吸收的熱量與煙煤完全燃燒放出的熱量之比；
（4）從燃料是否完全燃燒和熱量散失分析解答．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×10×10^-3m³=10kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（100℃-20℃）
=3.36×10⁶J；
（2）1.4kg的煙煤完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=1.4kg×3×10⁷J/kg=4.2×10⁷J；
（3）熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{3.36×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{7}J}$×100%=8%；
（4）煙煤沒有完全燃燒，熱傳遞給水的過程中有熱量損失．
答：（1）水吸收的熱量是3.36×10⁶J；
（2）1.4kg的煙煤完全燃燒放出的熱量是4.2×10⁷J；
（3）熱效率是8%；
（4）煙煤沒有完全燃燒，熱傳遞給水的過程中有熱量損失．

點評 本題考查學生對熱傳遞過程中的吸熱公式和燃料燃燒放出熱量公式，熱效率公式的理解和靈活運用．