Question

4．一種太陽能熱水器，裝有160L的水，在太陽輻射下，水溫由15℃升高到65℃．水箱中的水吸收的熱量3.36×10⁷J（不計熱量損失），如果水吸收的熱量由效率為40%的煤氣灶提供，則需燃燒2.1kg煤氣．（c_水=4.2×10³J/（kg•℃），煤氣的熱值約為 q=4.0×10⁷J/kg}．

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用m=ρV求水的質量，又知道水的比熱容、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40%的煤氣灶提供，即Q_吸=Q_放×40%，再利用Q_放=mq求需要完全燃燒多少煤氣．

解答 解：
（1）水的體積V=160L=160dm³=0.16m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.16m³=160kg，
水箱中的水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×160kg×（65℃-15℃）=3.36×10⁷J；
（2）由題知，Q_吸=Q_放×40%=m′q×40%=3.36×10⁷J，
需要煤氣的質量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q×40%}$=$\frac{3.36×{10}^{7}J}{4.0×{10}^{7}J/{m}^{3}×40%}$=2.1kg．
故答案為：3.36×10⁷J；2.1kg．

點評 本題考查了學生對吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq的掌握和運用，利用好“Q_吸=Q_放×40%”是本題的關鍵．