Question

小星家的太陽能熱水器，水箱容積是200L．小星進(jìn)行了一次觀察活動(dòng)：某天早上，他用溫度計(jì)測(cè)得自來水的溫度為20℃，然后給熱水器水箱送滿水，中午時(shí)“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為70℃．請(qǐng)你求解下列問題：
（ρ_水=1.0×10³Kg/m³、C_水=4.2×10³J/（kg?℃）、q_煤氣=4.2×10⁷J/kg））
（1）水箱中水的質(zhì)量；
（2）水吸收的熱量；
（3）如果水吸收的這些熱量全部通過燃燒煤氣提供，求至少需要燃燒多少煤氣？
（4）請(qǐng)你簡(jiǎn)述太陽能熱水器的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)．

Answer 1

解：（1）熱水器水箱送滿水時(shí)，水的體積：
V=200L=0.2m³，
根據(jù)ρ=可得：
水的質(zhì)量m=ρv=1.0×10³kg/m³×0.2m³=200kg；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁷J；
（3）需要燃燒煤氣的質(zhì)量最小時(shí)，煤氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Q_吸=4.2×10⁷J，
根據(jù)Q=mq可得：
需要燃燒煤氣的最小質(zhì)量m′===1kg；
（4）優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約能源無污染，
缺點(diǎn)：把水加熱到預(yù)定溫度需要較長(zhǎng)的時(shí)間，并受天氣影響的制約．
答：（1）水箱中水的質(zhì)量為200kg；
（2）水吸收的熱量為4.2×10⁷J；
（3）如果水吸收的這些熱量全部通過燃燒煤氣提供，至少需要燃燒1kg的煤氣；
（4）優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約能源無污染；
缺點(diǎn)：把水加熱到預(yù)定溫度需要較長(zhǎng)的時(shí)間，并受天氣影響的制約．
分析：（1）已知水箱的容積即水的體積和水的密度，利用密度公式計(jì)算水的質(zhì)量；
（2）已知水的質(zhì)量、水的比熱容、溫度的變化量，利用熱量的計(jì)算公式計(jì)算吸收的熱量；
（3）煤氣完全燃燒放出的熱量和水吸收的熱量相等時(shí)，需要燃燒煤氣的質(zhì)量最小，根據(jù)Q=mq求出其大小；
（4）太陽能的特點(diǎn)是太陽能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會(huì)給環(huán)境帶來污染；但把水加熱到預(yù)定溫度需要較長(zhǎng)的時(shí)間，并受天氣影響的制約．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、吸熱公式、燃料熱值的理解與掌握以及對(duì)太陽能優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，在做題過程中一定要時(shí)刻注意回扣教材、結(jié)合生活實(shí)際．