Question

如圖是某太陽能熱水器，向其中注入50kg水，陽光照射一段時間后，水溫從10℃升高到50℃．水的比熱容是4.2×10³J/（kg?℃）．試求：
（1）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？
（2）如果這段時間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×10⁷J，則這段時間該熱水器的效率是多少？
（3）若用煤燃燒來提供2.8×10⁷J的熱量，需完全燃燒多少千克煤？（煤的熱值約為3.5×10⁷J/kg）．
（4）說說使用太陽能熱水器的一個優(yōu)點．

Answer 1

已知：水的質(zhì)量m=50kg，初溫t₀=10℃，末溫t=50℃，水的比熱容是c=4.2×10³J/（kg?℃），熱水器接收到太陽輻射的熱量是Q_總=2.8×10⁷J，煤完全燃燒放出的熱量Q_放=2.8×10⁷J，煤的熱值約為q=3.5×10⁷J/kg
求：（1）水吸收的熱量Q_吸=？；（2）該熱水器的效率η=？；（3）完全燃燒煤的質(zhì)量m′=？
解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（50℃-10℃）
=8.4×10⁶J；
（2）該熱水器的效率：
η===30%；
（3））∵Q_放=mq，
∴完全燃燒煤的質(zhì)量：
m′===0.8kg．
（4）使用太陽能熱水器的優(yōu)點是：節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟、方便等．
答：（1）該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×10⁶J；
（2）這段時間該熱水器的效率是30%；
（3）需完全燃燒0.8kg煤；
（4）使用太陽能熱水器的一個優(yōu)點是節(jié)能．
分析：（1）已知水的質(zhì)量、水的初溫末溫，利用吸熱公式Q_吸=Cm（t-t₀）計算水吸收的熱量（有用能量）；
（2）又熱水器接收到太陽輻射的熱量，利用效率公式求該熱水器的效率；
（3）知道煤燃燒放出的熱量，利用Q_放=mq求需完全燃燒煤的質(zhì)量．
（4）從節(jié)能環(huán)保的角度來分析此題．
點評：本題考查了學(xué)生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運用，因條件已給出，難度不大．