Question

19．為了倡導(dǎo)低碳生活，太陽能熱水器被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生活．
下表提供的是一裝滿水的太陽能熱水器在太陽照射下的相關(guān)信息：

太陽照射時(shí)間/h	每小時(shí)平均接收的太陽能/J	熱水器最大水容量/kg
5	4.2×106	100
水升高的溫度/℃	水的比熱容/[J/（kg•℃）]	水的密度/（kg/m3）
20	4.2×103	1.0×103

請根據(jù)以上信息，求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量是多少？
（2）熱水器的效率；
（3）若這些太陽能由燃燒燃?xì)馓峁�，至少需要多少m³燃?xì)猓ㄈ細(xì)獾臒嶂凳?.2×10⁷J/m³）

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）根據(jù)該熱水器每小時(shí)平均接收2.1×10⁶J的太陽能計(jì)算5h內(nèi)接收的太陽能；利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出熱水器的效率；
（3）若這些太陽能由燃燒燃?xì)馓峁�，即Q_吸=Q_放，再利用Q_放=Vq求需要的燃?xì)猓?/p>

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×20℃=8.4×10⁶J；
（2）經(jīng)過5h陽光的照射接收的太陽能：
E=4.2×10⁶J×5=2.1×10⁷J；
則熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{7}J}$×100%=40%；
（3）由題知，Q_吸=Q_放=Vq=2.1×10⁷J，
需要燃?xì)獾捏w積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.5m³．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量是8.4×10⁶J；
（2）熱水器的效率為40%；
（3）若這些太陽能由燃燒燃?xì)馓峁�，至少需�?.5m³燃?xì)猓?/p>

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq的掌握和運(yùn)用，利用好表格中的相關(guān)信息是關(guān)鍵．