Question

4．太陽能具有清潔無污染、可再生等優(yōu)點，是最有開發(fā)前景的新能源之一．小明家新安裝了一臺容積為200kg的太陽能熱水器，加滿水后，經(jīng)過4h陽光的照射，水溫由原來的20℃升高到50℃．則：
（1）在這4h內(nèi)水吸收了多少熱量？
（2）若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供，則需要燃燒多少焦炭？[水的比熱容C_水=4.2×10³J/（kg•℃）、焦炭的熱值q=3.0×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出焦炭完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)Q_放=mq求出需要焦炭的質(zhì)量．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（50℃-20℃）=2.52×10⁷J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%可得，焦炭完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{20%}$=1.26×10⁸J，
由Q_放=mq可得需要焦炭的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.26×1{0}^{8}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=4.2kg．
答：（1）在這4h內(nèi)水吸收了2.52×10⁷J的熱量；
（2）若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供，則需要燃燒4.2kg的焦炭．

點評 本題考查了吸熱公式和效率公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式的應(yīng)用，是一道較為簡單的計算題．