Question

2．上海世博會(huì)的主題是“城市，讓生活更美好”．為了倡導(dǎo)低碳生活，太陽(yáng)能熱水器被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活．下表提供的是一裝滿水的太陽(yáng)能熱水器在太陽(yáng)照射下的相關(guān)信息：

太陽(yáng)照射時(shí)間/h	太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率	熱水器最大儲(chǔ)水量/kg
10	50%	100
水升高的溫度/℃	水的比熱容/[J•（kg•℃）-1]	水的密度/（kg•m-3）
60	4200	1000

請(qǐng)根據(jù)上表信息，通過計(jì)算
（1）熱水器中的水需吸收多少熱量？
（2）據(jù)表可知，此太陽(yáng)能熱水器工作時(shí)，將接收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為50%．請(qǐng)根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算熱水器平均每小時(shí)所接收的太陽(yáng)能約為多少焦耳？

Answer 1

分析 （1）利用熱量的計(jì)算公式Q_吸=cm△t求出水需吸收的熱量；
（2）利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率求出太陽(yáng)能熱水器接收的總熱量，再除以10h即為平均1h所接收的太陽(yáng)能．

解答 解：（1）熱水器中的水吸收的內(nèi)能：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×60℃=2.52×10⁷J；
（2）據(jù)表可知，此太陽(yáng)能熱水器工作時(shí)，將接收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為50%；
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{太陽(yáng)能}}$×100%可得，熱水器接收的總太陽(yáng)能：
Q_{太陽(yáng)能}=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{50%}$=5.04×10⁷J，
平均1h所接收的太陽(yáng)能：
E=$\frac{{Q}_{太陽(yáng)能}}{t}$=$\frac{5.04×1{0}^{7}J}{10h}$=5.04×10⁶J/h．
答：（1）熱水器中的水需吸收的熱量為2.52×10⁷J；
（2）接收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為50%；熱水器平均1h所接收的太陽(yáng)能約為5.04×10⁶J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度公式、吸熱公式和能量轉(zhuǎn)化效率的相關(guān)計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，關(guān)鍵是根據(jù)表格得出有用的信息，同時(shí)在計(jì)算過程中要注意單位的換算．