Question

大營初級中學九年級（1）班的物理課外探究小組對“吸收太陽能與表面顏色之間的關系”進行了實驗研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋內裝入同樣質量的水，插入溫度計后系好，放在陽光下暴曬，每隔相同的時間，讀出溫度計的示數．數據記錄如下：

塑料袋	水的質量 （kg）	初溫（℃）	溫度（℃）	溫度（℃）	溫度（℃）	…
黑色	1.5	14.0	23.3	28.0	33.5	…
白色	1.5	14.0	17.5	18.6	21.0	…

（1）分析上表的實驗數據可推知，太陽能熱水器的集熱管內表面顏色以

黑

色為宜；
（2）若一太陽能熱水器的裝水80kg，集熱管每小時接收太陽能約為4.2×10⁶J，（不計熱量損失）則該熱水器每小時水溫能升高多少℃？若這些熱量用效率為30%的煤氣灶燃燒獲得，要消耗多少煤氣？[C_水=4.2×10³J/（kg?℃），q_煤氣=1.8×10⁷J/m³]．

Answer 1

分析：本題為實驗探究和計算相結合的問題，首先根據實驗數據分析不同時刻，黑色和白色塑料袋內水的溫度，從而確定哪種顏色易吸熱，然后利用熱量公式Q=cm△t和Q_放=qm求解水的溫度及消耗的煤氣．

解答：解：（1）根據實驗結果，同樣質量的水，在相同的時間內，在黑色塑料袋內溫度高，說明吸收的熱量多，故應選用黑色的．
（2）由公式Q=cm△t得：
△t=

Q

cm

=

4.2×106J

4.2×103J×80kg

=12.5℃；
熱量公式Q=ηqm得
m=

Q

ηq

=

4.2×106J

0.3×1.8×107J/m3

=0.78m³
答：（1）集熱管內表面顏色以黑色為宜；
（2）每小時水溫能升高12.5℃；需要消耗煤氣0.78m³．

點評：根據實驗數據分析得出實驗結論，利用熱量公式Q=cm△t和Q_放=ηqm再進行計算即可．