小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水.经过一天照射后,温度升高到75℃,假设用煤烧水,水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的10%,且已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤的热值是3.0×107J/kg.问(1)热水器中的水升温吸收的热量为多少焦?(2)如果用煤烧水,那么需要多少千克的煤?

问题描述:

小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水.经过一天照射后,温度升高到75℃,假设用煤烧水,水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的10%,且已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤的热值是3.0×107J/kg.问
(1)热水器中的水升温吸收的热量为多少焦?
(2)如果用煤烧水,那么需要多少千克的煤?

(1)∵c=4.2×103J/(kg•℃),m=100kg,△t=75℃-25℃=50℃,
∴水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×50℃=2.1×107J.
(2)而煤烧水时有效利用的热量占煤燃烧放出热量的10%,
∴煤完全燃烧放出的热量为:Q=

Q
10% 
=
2.1×107J
10% 
=2.1×108J,
而q=3.0×107J/kg,
∴需要煤的质量为:m=
Q
q
=
2.1×108J
3.0×107J/kg
=7kg.
答:(1)水温升高吸收的热量为2.1×107J;
(2)煤的质量为7kg.
答案解析:(1)知道水的质量、比热容和水升高的温度,根据吸热公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量;(2)煤烧水时有效利用的热量占煤完全燃烧放出热量的10%,从而可以计算出煤完全燃烧放出的热量,又知道煤的热值,可利用公式m=Qq计算出煤的质量.
考试点:热量的计算;热平衡方程的应用.
知识点: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,通过做题使学生了解太阳能的优点,引导学生积极开发新能源,有意义!