Question

19．某種型號(hào)太陽(yáng)能熱水器貯水100kg在太陽(yáng)照射下8h，裝滿水的太陽(yáng)能熱水器中水溫升高50℃．已知此熱水器太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率為70%；水的比熱容4.2×10³J/（kg•℃）．試計(jì)算：
（1）太陽(yáng)能熱水器照射8h，熱水器中吸收的熱量？
（2）如熱水器所接收到的太陽(yáng)能由熱值為3×10⁷J/kg的焦炭提供，需完全燃燒多少焦炭？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、比熱容和水升高的溫度，根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（2）知道水吸收的熱量和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%的變形公式E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$求出太陽(yáng)能熱水器接收的太陽(yáng)能，即焦炭完全燃燒放出的熱量，又知道焦炭的熱值，然后根據(jù)m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$求出焦炭的質(zhì)量．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（ kg•℃）×100kg×50℃
=2.1×10⁷J．
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%得，8h太陽(yáng)能熱水器接收的太陽(yáng)能（總能量）：
E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{70%}$=3×10⁷J，
則焦炭完全燃燒放出的熱量：
Q_放=E=3×10⁷J，
由Q_放=mq得，需要焦炭的質(zhì)量：
m_焦碳=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=1kg．
答：（1）太陽(yáng)能熱水器照射10h，熱水器中水吸收的熱量是2.1×10⁷J；
（2）如熱水器所接收到的太陽(yáng)能由熱值為3×10⁷J/kg的焦炭提供，需完全燃燒1kg焦炭．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、效率公式及燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，雖具有一定的綜合性，但總體難度不大；通過(guò)做題使學(xué)生了解太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生積極開(kāi)發(fā)利用新能源，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義！