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小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).他想估算一下自己家每天烧水、煮饭、炒菜需要的热量,于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要燃烧的煤,并把它折算成烧水需要的热量,相当于每天将30kg20℃的水烧开(在标准大气压下).

(1)小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要多少热量?

(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、煮饭、炒菜需要多少千克煤?

(3)小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤,按每块蜂窝煤含煤量0.5kg算,他家每天实际用煤2kg,由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%,你认为小明家煤炉效率低的原因是什么?


分析:    (1)在标准大气压下水的沸点是100℃,又知道水的质量、比热容和初温,根据Q=cm(t﹣t0)求出小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要的热量;

(2)由题知Q=Q,再利用Q=mq计算需要煤的质量;

(3)用煤燃烧加热时,煤不能完全燃烧、热量散失严重.

解答:    解:(1)在标准大气压下水的沸点是100℃,则小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要的热量:

Q=cm(t﹣t0

=4.2×103J/(kg•℃)×30kg×(100℃﹣20℃)

=1.008×107J;

(2)由题知,Q=Q=1.008×107J,

由Q=mq可得,小明家每天烧水、煮饭、炒菜需要煤的质量:

m′===0.336kg;

(3)小明家煤炉效率低的原因是:一方面煤不能完全燃烧,另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收,大部分的热量散失掉了.

答:(1)小明家每天烧水、做饭需要1.008×107J 的热量; 

(2)小明家每天烧水、做饭需要0.336kg的煤;

(3)小明家煤炉效率低的原因是:一方面煤不能完全燃烧,另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收,大部分的热量散失掉了.


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