Question

19．太陽(yáng)能熱水器由于節(jié)能環(huán)保，被很快普及到家庭熱水、取暖領(lǐng)域．某太陽(yáng)能熱水器的水箱內(nèi)裝有30kg的水，太陽(yáng)能熱水器吸收1.4×10⁷J太陽(yáng)能后，使水溫從20℃升高到70℃．（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），天然氣的熱值是4.0×10⁷J/m³）試求：
（1）水吸收的熱量為多少？
（2）水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒多少m³的天然氣？
（3）太陽(yáng)能熱水器此時(shí)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的比熱容、質(zhì)量、初溫度和末溫度，可以得到水吸收的熱量；
（2）已知水吸收的熱量和焦炭的熱值，可以得到完全燃燒的焦炭質(zhì)量；
（3）已知水吸收的熱量和獲取的太陽(yáng)能，兩者之比是此熱水器的效率．

解答 解：解：
（1）水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg•℃）×30 kg×50℃=6.3×10⁶ J；
（2）因?yàn)镼=mq，所以需要完全燃燒的焦炭質(zhì)量：m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}=\frac{6.3×1{0}^{6}J}{4.0×1{0}^{7}J/kg}=0.1575{m}^{3}$；
（3）太陽(yáng)能熱水器的效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}=\frac{6.3×1{0}^{6}J}{1.4×1{0}^{7}J}$×100%=45%．
答：（1）水從太陽(yáng)能熱水器中吸收了6.3×10⁶J熱量；（2）水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒0.1575m³的天然氣；（3）太陽(yáng)能熱水器此時(shí)的效率是45%．

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！