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九年级物理解答题一般
题目
某物理兴趣小组的同学用煤炉给10kg10kg的水加热,同时他们绘制了加热过程中水的温度随时间变化的图像,如图所示.假设在6min⁡6\min内完全燃烧了0.2kg0.2kg的煤,水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅∘C)c_{水}=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right),煤的热值约为3×107J/kg3\times 10^{7}J/kg.求:
(1)0.2kg(1)0.2kg的煤完全燃烧产生的热量；
(2)(2)加热6min⁡6\min,水吸收的热量；
(3)(3)煤炉烧水时的效率.
知识点：能量利用效率、热平衡方程的应用章节：未标注

答案与解析

答案


(1)(1)煤完全燃烧产生的热量：
Q放=mq=0.2kg×3×107J/kg=6×106JQ_{放}=mq=0.2kg\times 3\times 10^{7}J/kg=6\times 10^{6}J；
(2)(2)由图可知，经过6min⁡6\min时间加热后水温由20∘C20^{\circ}\mathrm{C}达到80∘C80^{\circ}\mathrm{C}，则水吸收的热量：
Q吸=cm\’(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅∘C)×10kg×(80∘C−20∘C)=2.52×106JQ_{吸}=cm\’(t-t_{0})=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right)\times 10kg\times \left(80^{\circ}\mathrm{C}-20^{\circ}\mathrm{C}\right)=2.52\times 10^{6}J；
(3)(3)煤炉烧水时的热效率：
η=Q吸Q放×100%=2.52×106J6×106J×100%=42%\eta =\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}\times 100\%=\frac{2.52×1{0}^{6}J}{6×1{0}^{6}J}\times 100\%=42\%。
答：（1）煤完全燃烧产生的热量为6×106J6\times 10^{6}J；
(2)(2)经过6min⁡6\min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J2.52\times 10^{6}J；
(3)(3)煤炉烧水时的效率为42%42\%。

解析


(1)(1)煤完全燃烧产生的热量：
Q放=mq=0.2kg×3×107J/kg=6×106JQ_{放}=mq=0.2kg\times 3\times 10^{7}J/kg=6\times 10^{6}J；
(2)(2)由图可知，经过6min⁡6\min时间加热后水温由20∘C20^{\circ}\mathrm{C}达到80∘C80^{\circ}\mathrm{C}，则水吸收的热量：
Q吸=cm\’(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅∘C)×10kg×(80∘C−20∘C)=2.52×106JQ_{吸}=cm\’(t-t_{0})=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right)\times 10kg\times \left(80^{\circ}\mathrm{C}-20^{\circ}\mathrm{C}\right)=2.52\times 10^{6}J；
(3)(3)煤炉烧水时的热效率：
η=Q吸Q放×100%=2.52×106J6×106J×100%=42%\eta =\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}\times 100\%=\frac{2.52×1{0}^{6}J}{6×1{0}^{6}J}\times 100\%=42\%。
答：（1）煤完全燃烧产生的热量为6×106J6\times 10^{6}J；
(2)(2)经过6min⁡6\min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J2.52\times 10^{6}J；
(3)(3)煤炉烧水时的效率为42%42\%。

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