Question

小明学习了热学的有关知识后，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30kg20℃的水烧开（一个标准大气压下）．
（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的燃烧值为3×10⁷J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭至少需要多少kg的煤？
（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0.5kg算，他家每天实际用煤2kg，请你帮小明计算出他家煤炉的效率？

Answer 1

解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×30kg×（100℃-20℃）=1.008×10⁷J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放，
∵Q_放=m′q，
∴m′===0.336kg；
（3）Q_总=q×m_总=3×10⁷J/kg×2kg=6×10⁷J，
∴η===16.8%．
答（1）小明家每天烧水做饭需要1.008×10⁷J的热量；
（2）从理论上讲小明家每天烧水做饭至少需要0.336kg的煤；
（3）小明家煤炉的效率为16.8%．
分析：（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（一个标准大气压下水的沸点100℃），利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）由题知Q_吸=Q_放，再利用Q_放=mq计算需要煤的质量；
（3）每天烧水做饭需要的热量为有用能量，求出实际消耗的总质量，利用Q_放=mq求实际消耗的总能量，利用效率公式求煤炉的效率．
点评：本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，增强了学生的节能意识、环保意识，有意义！