小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2×10³ J/（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30 kg  20 ℃的水烧开。
（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的热值为3×10⁷ J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤？
（3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5 kg算，他家每天实际用煤2 kg，由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5％。你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？
（4）从大的方面讲，家用煤除了热效率低、浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？

解：（1）小明家每天烧水做饭需要的热量即是水升温吸收的热量Q_吸= c_水m_水(t－t₀) =4.2×10³ J/（kg·℃）×30 kg×（100 ℃－20 ℃）=1.008×10⁷ J。
（2）小明家每天烧水做饭需要的能量需要煤燃烧放出，即Q_放= Q_吸=1.008×10⁷J 
则需要的煤的质量为m=Q_放/q=1.008×10⁷ J/3×10⁷ J/kg=0.336 kg。
（3）小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收，大部分的热量散失掉了。
（4）煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。