Question

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做饭需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30kg、20℃的水烧开。

⑴小明家每天烧水做饭需要多少热量？

⑵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千克普通煤？

⑶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？

⑷从大的方面讲，家用煤除了热效率低、浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？

Answer 1

⑴1.008×10⁷ J；⑵0.336kg；⑶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。

⑷煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。

详解：利用Q_吸=cm△t及Q=mq等公式进行计算，熟悉相关计算公式是解题的关键。

⑴小明家每天烧水做饭需要的热量即是水升温吸收的热量Q_吸= c_水m_水(t－t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×30kg×(100℃-20℃)=1.008×10⁷ J。

⑵小明家每天烧水做饭需要的能量需要煤燃烧放出，即Q_放= Q_吸=1.008×10⁷J则需要的煤的质量为m=Q_放/q=1.008×10⁷J/3×10⁷J/kg=0.336kg。

⑶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。

⑷煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。