Question

15．某中学为学生供应开水，用锅炉将200Kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6Kg的无烟煤．（无烟煤的热值是3.4×10⁷J/Kg）求：
（1）锅炉内200Kg的水吸收的热量是多少？
（2）6Kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多大？试评析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、比热容、初温和末温，根据公式Q_吸=cm（t-t₀）可求出水吸收的热量；
（2）知道无烟煤的质量和热值，根据Q_放=mq可求出无烟煤完全燃烧放出的热量；
（3）已知水吸收的热量和无烟煤完全燃烧放出的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可求出锅炉的效率；
使用家用煤炉烧水的主要缺点是效率较低且容易污染环境．

解答 解：
（1）水吸收的热量为：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（100℃-25℃）=6.3×10⁷J；
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量为：
Q_放=m_无烟煤q=6kg×3.4×10⁷J/kg=2.04×10⁸J；
（3）锅炉的效率为：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{6.3×1{0}^{7}J}{2.04×1{0}^{8}J}$×100%≈30.9%；
家用煤炉的热效率低，能源浪费大；家用煤炉使用过程中污染环境．
答：
（1）锅炉内200Kg的水吸收的热量是6.3×10⁷J．
（2）6Kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×10⁸J．
（3）此锅炉的效率是30.9%；家用煤炉的热效率低，能源浪费大；家用煤炉使用过程中污染环境．

点评 本题综合考查了热量的计算以及热机的效率，对公式的把握和运用是关键，只要读好题，总体来说本题难度不大，在利用公式时，要注意每个字母表示的物理量及其单位．