Question

5．将3千克、10℃的水烧开时，水总共吸收了多少热量？若不计热量损失，煤油完全燃烧放出的热量全部被水吸收，需要完全燃烧多少克煤油？（煤油的热值是4.6×10⁷焦/千克）若实际需燃烧80克的煤油，则该煤油炉的热效率是多少？

Answer 1

分析 （1）1标准大气压下水的沸点为100℃，知道水的质量、比热容和温度的变化，根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）若不计热量损失，Q_吸=Q_放，根据Q_吸=mq求出需要完全燃烧煤油的质量；
（3）根据Q_吸=mq求出80g煤油完全燃烧放出的热量，根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出该煤油炉的热效率．

解答 解：（1）1标准大气压下水的沸点为100℃，水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×3kg×（100℃-10℃）
=1.134×10⁶J；
（2）由题知，Q_放=Q_吸=1.134×10⁶J，
∵Q_放=mq，
∴需要完全燃烧煤油的质量：
m₁=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.134×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈0.02465kg=24.65g；
（3）80g煤油完全燃烧放出的热量：
Q_放′=m₂q=80×10^-3kg×4.6×10⁷J/kg=3.68×10⁶J，
该煤油炉的热效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.134×1{0}^{6}J}{3.68×1{0}^{6}J}$×100%≈30.8%．
答：水吸收的热量为1.134×10⁶J；若不计热量损失，需要完全燃烧24.65g的煤油；该煤油炉的热效率是30.8%．

点评 本题主要考查了公式Q_吸=cm（t-t₀）和Q_放=mq的运用以及煤油炉热效率的计算，关键是知道1标准大气压下水的沸点为100℃．