（2011•芜湖县模拟）学习了热学知识后，小宇通过实验得知，用电热壶将20℃、15kg的水加热到100℃，需要1.05元电费；用液化气灶做同样的实验，则需要消耗0.42元的液化气．已知水的比热C水

Question

（2011•芜湖县模拟）学习了热学知识后，小宇通过实验得知，用电热壶将20℃、15kg的水加热到100℃，需要1.05元电费；用液化气灶做同样的实验，则需要消耗0.42元的液化气．已知水的比热C_水=4.2×10³J/kg•℃．
（1）如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×10⁷J/kg，假设煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/kg，则需花费多少钱？
（2）煤炉的热能利用率仅为20%，请分析无烟煤炉效率低的原因是什么？
（3）如果某地区可以同时提供电、液化气和煤，从经济和环保等角度综合分析，你会建议使用哪种燃料？请阐明理由．

Answer 1

（1）把水加热需吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×15kg×（100℃-20℃）=5.04×10⁶J
∵煤炉的热能利用率为20%，
∴燃烧煤需放热Q_放=(Q吸)/(20%)=(5.04×107J)/(20%)=2.52×10⁷J，
根据Q_放=mq可得：
燃烧煤的质量m=(Q放)/(q)=(2.52×107J)/(3.4×107J/kg)≈0.74kg，
燃烧煤需花钱：
0.34元/kg×0.74kg=0.252元；
（2）煤炉的热能利用率仅为20%，无烟煤炉效率低的原因是：煤不能完全燃烧；热量散失严重；
（3）用电热壶将20℃的15㎏的水加热到100℃，需要1.05元电费、需要消耗0.42元的煤气、0.25元的无烟煤．虽然无烟煤花费少，但燃烧时产生废气，污染大；用电，无污染，但花费高；用煤气污染小、价格适中，所以建议使用煤气．
答：（1）如果使用煤炉做同样的实验，则需花费0.252元；
（2）煤不能完全燃烧；热量散失严重；
（3）建议选择液化气，因为液化气价格适中，且污染较小．