Question

4．如圖所示是小明利用周末對(duì)家里剛安裝好的太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行了一次觀察活動(dòng)：早上，他用溫度計(jì)測(cè)得自來(lái)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45℃，已知水箱容積是200L．求：
（1）水箱中水的質(zhì)量．
（2）水吸收的熱量． 水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）
（3）如果水吸收的這些熱量，由燃燒煤氣來(lái)提供，而煤氣灶的熱效率為40%，則至少需要燃燒多少m³煤氣？（煤氣的熱值為q=1.8×10⁷J/m³）
（4）談?wù)勀銓?duì)使用太陽(yáng)能熱水器好處的看法．（談一點(diǎn)即可）

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)水箱的容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的40%和水吸收的熱量相等，然后根據(jù)Q_放=mq求需要燃燒煤氣的質(zhì)量；
（4）太陽(yáng)能的特點(diǎn)是太陽(yáng)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(lái)污染．

解答 解：（1）熱水器水箱送滿水時(shí)，水的體積：V=200L=0.2m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$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×（45℃-20℃）=2.1×10⁷J；
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得煤氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{40%}$=5.25×10⁷J；
由Q_放=Vq得需要燃燒煤氣的最小質(zhì)量：
V_煤氣=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{5.25×1{0}^{7}J}{1.8×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$≈2.92m³；
（4）使用太陽(yáng)能熱水器不需要燃燒燃料，優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約能源、無(wú)污染．
答：（1）水的質(zhì)量為200kg；
（2）水吸收的熱量為2.1×10⁷J；
（3）需要燃燒1.25kg的煤氣；
（4）節(jié)約能源、無(wú)污染．

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(yáng)能優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，在做題過(guò)程中一定要時(shí)刻注意回扣教材、結(jié)合生活實(shí)際．