4. 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10 kg的水加热,同时他们绘制了如题4图所示的加热过程中水温随时间变化的图像。若在6 min内完全燃烧了2 kg的煤,水的比热容为$4.2×10^3 J/(kg·℃),$煤的热值约为$3×10^7 J/kg。$求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)经过6 min加热,水所吸收的热量;

(3)煤炉烧水时的热效率。
(4)分析这些损耗掉的热量可能以什么样的形式散失了。列举两个可能的原因。然后把这个问题交给DeepSeek,看看AI反馈的答案有没有你没想到的?再补充两个原因。
|原因1| |
|:--:|:--:|
|原因2| |
|原因3(通过AI查询)| |
|原因4(通过AI查询)| |

(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)经过6 min加热,水所吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率。
(4)分析这些损耗掉的热量可能以什么样的形式散失了。列举两个可能的原因。然后把这个问题交给DeepSeek,看看AI反馈的答案有没有你没想到的?再补充两个原因。
|原因1| |
|:--:|:--:|
|原因2| |
|原因3(通过AI查询)| |
|原因4(通过AI查询)| |
答案
(1)煤完全燃烧产生的热量:
$Q_{放}=mq=2\,kg×3×10^7\,J/kg=6×10^7\,J$
(2)由图像可知,6 min内水温从$20^\circ C$升高到$80^\circ C$,水吸收的热量:
$\Delta t=80^\circ C-20^\circ C=60^\circ C$
$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^3\,J/(kg·℃)×10\,kg×60^\circ C=2.52×10^6\,J$
(3)煤炉烧水的热效率:
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{2.52×10^6\,J}{6×10^7\,J}×100\%=4.2\%$
(4)
原因1:煤炉向周围空气散热
原因2:水壶吸收热量
原因3(通过AI查询):燃烧产生的废气带走热量
原因4(通过AI查询):水蒸发吸热
$Q_{放}=mq=2\,kg×3×10^7\,J/kg=6×10^7\,J$
(2)由图像可知,6 min内水温从$20^\circ C$升高到$80^\circ C$,水吸收的热量:
$\Delta t=80^\circ C-20^\circ C=60^\circ C$
$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^3\,J/(kg·℃)×10\,kg×60^\circ C=2.52×10^6\,J$
(3)煤炉烧水的热效率:
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{2.52×10^6\,J}{6×10^7\,J}×100\%=4.2\%$
(4)
原因1:煤炉向周围空气散热
原因2:水壶吸收热量
原因3(通过AI查询):燃烧产生的废气带走热量
原因4(通过AI查询):水蒸发吸热
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