Question

10．每年五、六月份，天門地區(qū)向著陽(yáng)光的地方每1m²的面積在1h內(nèi)得到太陽(yáng)輻射能平均為3.5×10⁶J，有一種太陽(yáng)能熱水器，它接收太陽(yáng)的15根真空鍍膜管有效面積約為1.2m²，能把接收到的太陽(yáng)能的50%轉(zhuǎn)變成水的內(nèi)能，求：
（1）如果每天接收太陽(yáng)能的時(shí)間以10h計(jì)算，則可將質(zhì)量為100kg，初溫為20℃的水加熱到多少攝氏度？
（2）如果是用煤給這些水加熱，升高相同的溫度，且煤完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，需要多少kg標(biāo)準(zhǔn)煤？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)接受功率和時(shí)間求出接受的太陽(yáng)能，利用效率公式求出吸收的熱量，結(jié)合吸熱公式求出末溫；
（2）利用放熱公式求出需要的質(zhì)量．

解答 解（1）10h太陽(yáng)能吸收的熱量Q₁=Q_輻•S•t=3.5×10⁶J×1.2m²×10h=4.2×10⁷J
水吸收的熱量Q₂=Q₁×50%=4.2×10⁷J×50%=2.1×10⁷J；
由Q₂=C_水m（t₂-t₁）得到水的末溫：
t₂=$\frac{{Q}_{2}}{{c}_{水}m}$+t₁=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$+20℃=70℃；
（2）加熱這些水所需煤的質(zhì)量為m，則煤完全燃燒放出的熱量為Q_放=q_煤m=Q₂
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{{Q}_{2}}{q}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.7kg．
答：（1）可將質(zhì)量為100kg，初溫為20℃的水加熱到70℃；
（2）需要0.7kg標(biāo)準(zhǔn)煤．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于熱量的計(jì)算，燃料放熱以及效率的理解和掌握，熟悉公式是解題關(guān)鍵．