Question

7．太陽(yáng)能熱水器是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一，若某天太陽(yáng)能熱水器在有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中體積為100dm³，初溫為20℃的水溫度升高到40℃．
（1）求出熱水器中的水吸收的熱量Q．
（2）若改用煤氣鍋爐來(lái)加熱這些水，需要完全燃燒0.7m³煤氣，請(qǐng)計(jì)算出鍋爐的效率（煤氣的熱值q=4.0×10⁷J/m³）．

Answer 1

分析 （1）已知水的密度和體積，根據(jù)m=ρV計(jì)算水的質(zhì)量；根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)Q_放=Vq求出完全燃燒煤氣放出的熱量；根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$計(jì)算鍋爐的效率．

解答 解：（1）熱水器中水的體積：V=100dm³=0.1m³，
根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可得，熱水器中水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.1m³=100kg，
熱水器中的水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）完全燃燒煤氣放出的熱量：
Q_放=V_煤氣q=0.7m³×4.0×10⁷J/m³=2.8×10⁷J，
鍋爐的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；
（2）若改用煤氣鍋爐來(lái)加熱這些水，需要完全燃燒0.7m³煤氣，鍋爐的效率為30%．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查了吸收熱量、放出熱量、熱效率的計(jì)算，比較基礎(chǔ)．