Question

如图甲、乙分别是两种小型饮水锅炉的结构示意图，从节能角度看，小芳认为乙更合理．

（1）请你简要说明两条理由：
①

b图水的受热面积大，同时减少了燃烧室下方的热的损失，增加了内能的利用率

；
②

b锅炉外有绝热材料，大大降低了散热损失，节约燃料

．
（2）某学校食堂锅炉盛水1.5t，如果通过燃烧秸秆的方式将这些水从20℃加热到100℃，共需要

160

千克秸秆．（设秸秆完全燃烧，且放出的热量有42%被水吸收，秸秆的热值为0.75×10⁷J/kg．）

Answer 1

分析：（1）能量的利用率是有效利用的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比．要提高能量的利用率，就要尽量减少能量的损失．
（2）已知水的质量、比热容和温度的变化，首先利用公式Q_吸=Cm△t计算水吸收的热量，已知秸秆完全燃烧放出的热量有42%被水吸收，再利用公式Q_放=

Q吸

η热

计算燃料燃烧放出的热量，已知秸秆的热值，最后利用公式m=

Q放

q

计算秸秆的质量．

解答：解：（1）由图知，锅炉b更合理．
理由：因为①b图水的受热面积大，同时减少了燃烧室下方的热的损失，增加了内能的利用率；
②b锅炉外有绝热材料，大大降低了散热损失，节约燃料；
③b有吹风设备，燃料燃烧充分，提高燃料的利用率．
（2）由题知，m=1.5t=1.5×10³kg，△t=t-t₀=100℃-20℃=80℃，
水吸收的热量：
Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5×10³kg×80℃=5.04×10⁸J，
又∵η_热=42%，
∴Q_放=

Q吸

η热

=

5.04×108J

42%

=1.2×10⁹J，
所以秸秆的质量为：
m_秆=

Q放

q

=

1.2×109J

0.75×107J/kg

=160kg．
故答案为：（1）b图水的受热面积大，同时减少了燃烧室下方的热的损失，增加了内能的利用率；
②b锅炉外有绝热材料，大大降低了散热损失，节约燃料；
（2）160．

点评：第一问通过对两个锅炉的分析，考查了提高炉子效率或能量利用率的方法，做题时一定要细心观察两个炉子的不同之处．很具有现实性意义；
第二问考查了利用公式Q=mq计算热量，以及利用其公式变形计算质量，并利用公式Q_吸=Cm△t计算热量，同时还考查燃料的利用率的问题，在计算过程中要特别注意单位的换算．