Question

學習了電學和熱學知識后，小華通過實驗得知：用電熱壺將20℃的15㎏的水加熱到100℃，需要1.05元電費．用煤氣灶做同樣的實驗，則需要消耗0.42元的煤氣．已知c_水=4.2×10³J/（kg?℃）．
（1）如果使用煤爐做同樣的實驗，已知煤爐燃燒所用無煙煤的熱值為3.4×10⁷J/kg．假如煤爐的熱能利用率為20%，無煙煤的價格是0.34元/㎏，則需花費

 

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（2）如果某地區可以同時提供電、煤氣和煤，從經濟和環保等角度綜合分析，你會建議使用哪種燃料？請闡明理由．
答：

 

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Answer 1

分析：知道水的質量、比熱容和水升高的溫度值，利用吸熱公式求實驗中水吸收的熱量；
（1）求出了實驗中水吸收的熱量，又知道無煙煤的熱值和煤爐的熱能利用率，利用Q_吸=Q_放×η=mqη計算需要的無煙煤，又知道無煙煤的價格，可以算出用無煙煤加熱的花費；
（2）通過分析燒開同一壺水的花費以及污染大小，選擇使用哪種燃料．

解答：解：用電熱壺將20℃的15㎏的水加熱到100℃，水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×15kg×（100℃-20℃）
=5.04×10⁶J．
（1）∵Q_吸=Q_放×η=mqη，
∴燒開這壺水需要無煙煤：
m=

Q吸

qη

=

5.04×106J

3.4×107J/kg×20%

≈ 0.74kg，
用無煙煤加熱的花費：
0.34元/kg×0.74kg≈0.25元．
（2）用電熱壺將20℃的15㎏的水加熱到100℃，需要1.05元電費、需要消耗0.42元的煤氣、0.25元的無煙煤．雖然無煙煤花費少，但燃燒時產生廢氣，污染大；用電，無污染，但花費高；用煤氣污染小、價格適中，所以建議使用煤氣．
故答案為：（1）0.25元；
（2）選擇煤氣，因為煤氣價格適中，且污染小．

點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與生活相連，使學生覺得學了物理有用，且加強了學生的節能環保的意識．