Question

（2013?蘇州）太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一．某品牌太陽能熱水器每小時(shí)平均接受4.2×10⁶J的太陽能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫升高到40℃．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量Q：【水的比熱容C=4.2×10³J/（kg?℃）】
（2）熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽能E；
（3）熱水器的效率η；
（4）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg，假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）太陽能熱水器每小時(shí)平均接受4.2×10⁶J的太陽能，求出在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)熱水器接收到的太陽能；
（3）根據(jù)η=

Q吸

E

求出熱水器的效率；
（4）煤氣放出的熱量等于水吸收的熱量，根據(jù)Q=mq求出完全燃燒煤氣的質(zhì)量．

解答：解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；
（3）熱水器的效率：
η=

Q

E

×100%=

8.4×106J

2.1×107J

×100%=40%；
（4）煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，即Q_放=Q=8.4×10⁶J，
∵Q=mq
∴完全燃燒煤氣的質(zhì)量：
m′=

Q放

q

=

8.4×106J

4.2×107J/kg

=0.2kg．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；
（2）熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽能為2.1×10⁷J；
（3）熱水器的效率為40%；
（4）完全燃燒煤氣的質(zhì)量為0.2kg．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)熱量計(jì)算公式、熱值計(jì)算公式、效率計(jì)算公式的理解和掌握，基礎(chǔ)性題目．