小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热是4.2×103J/(kg?℃),他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量.于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将30kg、20℃的水烧开.
(1)小明家每天烧水做饭需要多少热量?如果普通煤的热值为3×107J/kg,从理论上讲小明自家每天烧水做饭需要多少kg煤?
(2)若他家煤炉的效率只有16.5%,每千克煤的价格是0.85元,则每天烧煤的费用是多少钱?
(3)若这些热量由“220V,1000W”的电热器提供(热量完全被水吸收),当地电价为0.5元/度,则他家每天的电费是多少?从经济角度考虑应该使用电炉还是煤炉?
网友回答
解:(1)烧水做饭所需要的热量为:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×30kg×(100℃-20℃)=1.008×107J
从理论上讲,Q放=Q吸,
∵Q放=m煤q,
∴每天烧水做饭用的煤:
m煤===0.336kg;
(2)实际用煤放出的热量为:
Q放′==≈6.1×107J,
实际用煤的质量为:
m煤′==≈2kg;
每天燃煤费用是0.85元/kg×2kg=1.7元
(3)每天用电消耗的电能为:
W电=Q吸=1.008×107J=2.8kW?h,
用电的费用是2.8kW?h×0.5元/kW?h=1.4元,
每天用电费用1.4元少于用煤的费用1.7元,从经济角度考虑用电炉做饭合适.
答:(1)小明家每天烧水做饭需要1.008×107J热量;从理论上讲小明自家每天烧水做饭需要0.336kg煤;
(2)每天烧煤的费用是1.7元钱;
(3)他家每天的电费是1.4元,从经济角度考虑使用电炉.
解析分析:(1)知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t-t0)求烧水做饭所需要的热量;从理论上讲,Q放=Q吸,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求每天烧水做饭用的煤的质量;
(2)知道煤炉的效率,渴求实际用煤放出的热量,利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求实际用煤的质量,知道煤的价格渴求每天燃煤费用;
(3)求出每天用电消耗的电能,知道电价,可求用电的费用,通过比较得出从经济角度考虑用什么做饭更合适.
点评:本题为电功和热量的综合计算题,考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,计算时要求灵活运用所学公式,记住1kW?h=3.6×106J.