Question

4．新能源的開(kāi)發(fā)利用為我們?nèi)粘Ｉ�活帶�?lái)了極大的方便，如圖所示是我們學(xué)校在暑假中安裝的空氣能熱水器，其工作原理是通過(guò)少量的電量來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作，把空氣中的熱量轉(zhuǎn)移到水中，使水變熱．外界氣溫為20℃時(shí)它每小時(shí)能將450kg水從15℃升高到55℃，求：
（1）這些水吸收的熱量是多少？
（2）若這些熱量用效率為80%的鍋爐為其加熱，需要完全燃燒多少無(wú)煙煤？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_煙=2.8×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱容、水的質(zhì)量、初溫和末溫，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出這些水吸收的熱量；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%的變形公式Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$求出無(wú)煙煤完全燃燒放出的熱量，再根據(jù)Q=mq的變形公式m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$求出需要完全燃燒無(wú)煙煤的質(zhì)量．

解答 解：（1）這些水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×450kg×（55℃-15℃）
=7.56×10⁷J．
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%得，無(wú)煙煤完全燃燒放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{7.56×1{0}^{7}J}{80%}$=9.45×10⁷J；
由Q_放=mq得，需要完全燃燒無(wú)煙煤的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{煙}}$=$\frac{9.45×1{0}^{7}J}{2.8×1{0}^{7}J/kg}$=3.375kg．
答：（1）這些水吸收的熱量是7.56×10⁷J；
（2）若這些熱量用效率為80%的鍋爐為其加熱，需要完全燃燒3.375kg無(wú)煙煤．

點(diǎn)評(píng) 本題以空氣能熱水器為背景考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、熱效率公式及燃料完全燃燒放熱公式的掌握和應(yīng)用，熟練運(yùn)用相關(guān)公式及變形公式即可正確解題，難度不大；
另外，空氣能熱水器屬于新產(chǎn)品，針對(duì)新產(chǎn)品，重大事件設(shè)計(jì)物理問(wèn)題，都是中考的熱點(diǎn)，一定要引起關(guān)注．