Question

1．某校有容積為120L的電熱水壺五臺，每天需將20℃的水燒開供師生飲用．
（1）請計算每燒開一壺水至少需要多少熱量？
（2）每臺電熱水壺每天燒4壺水，全校每天燒的水吸收的熱量如果靠燃燒無煙煤獲得，無煙煤完全燃燒釋放的能量的25%被水吸收，則每天至少需要多少無煙煤？
[水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）；無煙煤的熱值取3.4×10⁷J/kg；水的沸點以100℃計]
（3）從環(huán)保的角度談談該校用電加熱水的優(yōu)點．（只寫一條）

Answer 1

分析 （1）已知水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)Q_吸=Q_放η求出煙煤完全燃燒釋放的熱量，再根據(jù)Q_放=mq求出需要燃燒煙煤的質(zhì)量；
（3）根據(jù)電能利用的特點分析．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得，電熱水壺中水的質(zhì)量m_水=ρV=1.0×10³kg/m³×120×10^-3m=120kg，
燒開一壺水所需要的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×120kg×（100℃-20℃）=4.03×10⁷J；
（2）
全校每天燒水所需熱量Q_總=4×5×4.03×10⁷J=8.06×10⁸J；
由Q_吸=Q_放η得，
無煙煤完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{總}}{η}$=$\frac{8.06×1{0}^{8}J}{25%}$=3.224×10⁹J，
由Q_放=mq得，
需要燃燒無煙煤的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.224×1{0}^{9}J}{3.4×1{0}^{7}J/kg}$=194.82kg；
（3）使用電熱水器時，不會產(chǎn)生廢氣，可減少大氣污染．
答：（1）燒開一壺水需要的熱量是4.03×10⁷J；
（2）學校每天燒水需要194.82kg的無煙煤；
（3）燒水時，不會產(chǎn)生廢氣，可減少大氣污染．

點評 本題考查了吸熱公式和效率公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式的應用，注意公式Q_放=Vq和Q_放=mq的選取．