Question

如圖甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖，從節(jié)能角度看，小芳認為乙更合理．

（1）請你簡要說明兩條理由：
①

b圖水的受熱面積大，同時減少了燃燒室下方的熱的損失，增加了內(nèi)能的利用率

；
②

b鍋爐外有絕熱材料，大大降低了散熱損失，節(jié)約燃料

．
（2）某學(xué)校食堂鍋爐盛水1.5t，如果通過燃燒秸稈的方式將這些水從20℃加熱到100℃，共需要

160

千克秸稈．（設(shè)秸稈完全燃燒，且放出的熱量有42%被水吸收，秸稈的熱值為0.75×10⁷J/kg．）

Answer 1

分析：（1）能量的利用率是有效利用的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比．要提高能量的利用率，就要盡量減少能量的損失．
（2）已知水的質(zhì)量、比熱容和溫度的變化，首先利用公式Q_吸=Cm△t計算水吸收的熱量，已知秸稈完全燃燒放出的熱量有42%被水吸收，再利用公式Q_放=

Q吸

η熱

計算燃料燃燒放出的熱量，已知秸稈的熱值，最后利用公式m=

Q放

q

計算秸稈的質(zhì)量．

解答：解：（1）由圖知，鍋爐b更合理．
理由：因為①b圖水的受熱面積大，同時減少了燃燒室下方的熱的損失，增加了內(nèi)能的利用率；
②b鍋爐外有絕熱材料，大大降低了散熱損失，節(jié)約燃料；
③b有吹風(fēng)設(shè)備，燃料燃燒充分，提高燃料的利用率．
（2）由題知，m=1.5t=1.5×10³kg，△t=t-t₀=100℃-20℃=80℃，
水吸收的熱量：
Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.5×10³kg×80℃=5.04×10⁸J，
又∵η_熱=42%，
∴Q_放=

Q吸

η熱

=

5.04×108J

42%

=1.2×10⁹J，
所以秸稈的質(zhì)量為：
m_稈=

Q放

q

=

1.2×109J

0.75×107J/kg

=160kg．
故答案為：（1）b圖水的受熱面積大，同時減少了燃燒室下方的熱的損失，增加了內(nèi)能的利用率；
②b鍋爐外有絕熱材料，大大降低了散熱損失，節(jié)約燃料；
（2）160．

點評：第一問通過對兩個鍋爐的分析，考查了提高爐子效率或能量利用率的方法，做題時一定要細心觀察兩個爐子的不同之處．很具有現(xiàn)實性意義；
第二問考查了利用公式Q=mq計算熱量，以及利用其公式變形計算質(zhì)量，并利用公式Q_吸=Cm△t計算熱量，同時還考查燃料的利用率的問題，在計算過程中要特別注意單位的換算．