Question

19．王飛家新安裝了一臺(tái)容積為0.5m³的太陽(yáng)能熱水器，加滿水后，經(jīng)過4h陽(yáng)光的照射，水溫由原來的20℃升高到了50℃．問：在這4h內(nèi)水吸收了多少熱量？若這些熱量由效率為30%的火爐燃燒焦炭來提供，則需要燃燒多少千克焦炭？[水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、焦炭的熱值q=3×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供，即Q_吸=Q_放×30%，再利用Q_放=mq求需要完全燃燒多少焦炭．

解答 解：（1）太陽(yáng)能熱水器中的水質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.5m³=500kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×500kg×（50℃-20℃）=6.3×10⁷J；
（2）由題知，Q_吸=Q_放×30%=m′q×30%=6.3×10⁷J，
需要焦炭的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{吸}}{q×30%}$=$\frac{6.3×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg×30%}$=7kg．
答：（1）太陽(yáng)能熱水器中的水吸收了6.3×10⁷J的熱量；
（2）若這些熱量由效率為30%的火爐燃燒焦炭來提供．則需要燃燒7kg焦炭．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq的掌握和運(yùn)用，利用好“Q_吸=Q_放×30%=m′q×30%”是本題的關(guān)鍵．