Question

4．小明学习了热学有关知识后，知道水的比热容是4.2×10³J/（kg．℃），他估算了一下自己家中每天烧水、煮饭、炒菜需要的热量，相当于1标准大气压下每天将50kg的水从20℃烧开．求：
（1）小明家每天烧水做饭需要多少的热量；
（2）如果普通煤的热值为3×10⁷J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少煤；
（3）经测算小明家煤炉的效率只有20%，则他家每天实际需多少煤．
（4）从节约能源的角度出发，写出一项如何提高煤炉的效率具体方法？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求烧水做饭所需要的热量；
（2）知道煤炉的效率，可求实际用煤放出的热量，利用燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq求实际用煤的质量．

解答 解：（1）烧水做饭所需要的热量为：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（100℃-20℃）=1.68×10⁷J
（2）Q_放=mq得m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.56kg
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得，
实际用煤放出的热量为：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{20%}$=8.4×10⁷J，
由Q_放=m′q得：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=2.8kg
（4）提高煤炉的效率具体方法是：①把煤块磨成煤粉或煤粒，加大与氧气的接触面积；②加大送风量．
答（1）小明家每天烧水做饭需要1.68×10⁷J的热量；
（2）从理论上讲小明家每天烧水做饭至少需要0.56kg的煤；
（3）经测算小明家煤炉的效率只有20%，则他家每天实际需2.8kg煤；
（3）从节约能源的角度出发提高煤炉的效率具体方法是：把煤块磨成煤粉或煤粒，加大与氧气的接触面积．

点评 本题为电功和热量的综合计算题，考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，计算时要求灵活运用所学公式．