Question

太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一．某品牌太陽能熱水器每小時(shí)平均接收4.2×10⁶J的太陽能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到40℃．求：

(1)熱水器中的水吸收的熱量Q；[水的比熱容C=4.2×10³J/(kg．℃)]

(2)熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽能E；

(3)熱水器的效率η；

(4)若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg，假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）

 

Answer 1

【答案】

（1）8.4×10⁶J

（2）2.1×10⁷J

（3）40%

（4）0.2kg

【解析】（1）熱水器中的水吸收的熱量：Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；

（2）熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽能：E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；

（3）熱水器的效率：η=×100%=40%；

（4）煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，即Q_放=Q=8.4×10⁶J，∵Q=mq∴完全燃燒煤氣的質(zhì)量：m′==0.2kg．

考點(diǎn)：太陽能熱水器中的熱量計(jì)算；熱平衡方程的應(yīng)用．

分析：（1）根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；

（2）太陽能熱水器每小時(shí)平均接受4.2×10⁶J的太陽能，求出在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)熱水器接收到的太陽能；

（3）根據(jù)η= 求出熱水器的效率；

（4）煤氣放出的熱量等于水吸收的熱量，根據(jù)Q=mq求出完全燃燒煤氣的質(zhì)量．