Question

4．隨著環(huán)保意識深入人心，清潔能源的利用逐漸普及，可使太陽能熱水器加熱的水還達不到所需溫度，于是人們就研制了太陽能、電能兩用熱水器，如圖是王強家新安裝的這類兩用熱水器，其容量為200L，電熱管上標有“220V  2000W”的字樣．
（1）該熱水器裝有一半的水，用天陽能加熱，水溫從9：00的20℃上升到16：00的40℃，問水吸收了多少熱量？要產這么多熱量至少要完全燃燒多少千克干木柴？【1L=10^-3m³，q_水=1.2×10⁷J/kg，C_水=4.2×10³J/（kg•℃）】
（2）某天晚上王強發(fā)現(xiàn)沒有熱水，在裝滿20℃的冷水后，大度用電加熱80分鐘，水溫上升到40℃，問該熱水器的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）利用吸熱公式Q=cm△t可計算吸收熱量的多少；若Q_吸=Q_放，則利用m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$可求需要的干木柴；
（2）利用公式W=Pt計算電加熱器放出的總熱量，用先前計算出的吸收的熱量除以總熱量，即可得出熱水器的效率．

解答 解：（1）水的質量m=ρV=1.0×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg．
水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
因為Q_吸=Q_放=8.4×10⁶J，
所以需要的干木柴：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.7kg．
（2）電熱器放出的熱量：
W=Pt=2000W×80×60s=9.6×10⁶J．
熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{9.6×1{0}^{6}J}$=87.5%．
答：（1）水需要吸收的熱量為8.4×10⁶J；至少要完全燃燒0.7千克干木柴．
（2）此熱水器的效率為87.5%．

點評 本題主要考查了熱量公式的計算、燃燒值和功率的計算，屬于基本公式的運用，在求取熱水器的效率時，要搞清所求出的兩個熱量的關系，明確水吸收的熱量占放出的總熱量的比，就是熱水器的效率