Question

如圖是某太陽(yáng)能熱水器，向其中注入50kg水，陽(yáng)光照射一段時(shí)間后，水溫從10℃升高到50℃．水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）．試求：

（1）這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？

（2）如果這段時(shí)間該太陽(yáng)能熱水器接收到太陽(yáng)輻射的熱量是2.8×10⁷J，則這段時(shí)間該熱水器的效率是多少？

（3）若用煤燃燒來(lái)提供2.8×10⁷J的熱量，需完全燃燒多少千克煤？（煤的熱值約為3.5×10⁷J/kg）．

（4）說(shuō)說(shuō)使用太陽(yáng)能熱水器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)．

 

Answer 1

【答案】

（1）該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×10⁶J；

（2）這段時(shí)間該熱水器的效率是30%；

（3）需完全燃燒0.8kg煤；

（4）使用太陽(yáng)能熱水器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能．

【解析】

試題分析：（1）已知水的質(zhì)量、水的初溫末溫，利用吸熱公式Q_吸=Cm（t﹣t₀）計(jì)算水吸收的熱量（有用能量）；

（2）又熱水器接收到太陽(yáng)輻射的熱量，利用效率公式求該熱水器的效率；

（3）知道煤燃燒放出的熱量，利用Q_放=mq求需完全燃燒煤的質(zhì)量．

（4）從節(jié)能環(huán)保的角度來(lái)分析此題．

已知：水的質(zhì)量m=50kg，初溫t₀=10℃，末溫t=50℃，水的比熱容是c=4.2×10³J/（kg?℃），熱水器接收到太陽(yáng)輻射的熱量是Q_總=2.8×10⁷J，煤完全燃燒放出的熱量Q_放=2.8×10⁷J，煤的熱值約為q=3.5×10⁷J/kg

求：（1）水吸收的熱量Q_吸=？；（2）該熱水器的效率η=？；（3）完全燃燒煤的質(zhì)量m′=？

解：（1）水吸收的熱量：

Q_吸=cm（t﹣t₀）

=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（50℃﹣10℃）

=8.4×10⁶J；

（2）該熱水器的效率：

η===30%；

（3））∵Q_放=mq，

∴完全燃燒煤的質(zhì)量：

m′===0.8kg．

（4）使用太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、方便等．

答：（1）該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×10⁶J；

（2）這段時(shí)間該熱水器的效率是30%；

（3）需完全燃燒0.8kg煤；

（4）使用太陽(yáng)能熱水器的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能．

考點(diǎn)：熱平衡方程的應(yīng)用．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，因條件已給出，難度不大．