Question

小紅同學(xué)家的一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器安裝在樓頂上，熱水器的水箱離地面高12m．現(xiàn)需要將初溫為10℃、體積為80L的水加熱到60℃，g取10N/kg，c_水=4.2×10³J/，則：
（1）80L水的質(zhì)量是多少？這些水需要吸收多少熱量？
（2）把這些水從地面輸送到熱水器的水箱中，至少需對(duì)水做多少功？
（3）太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置．請(qǐng)說(shuō)出太陽(yáng)能有什么優(yōu)點(diǎn)（說(shuō)出一個(gè)即可）．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知水的體積，利用密度公式求出水的質(zhì)量；又已知水溫度的初溫、末溫、比熱容，利用熱量的計(jì)算公式Q=cm△t求出水需吸收熱量．
（2）已知水的質(zhì)量，求出水的重力，又已知水被提升的高度，利用功的公式W=Gh計(jì)算出對(duì)水做的功．
（3）太陽(yáng)的優(yōu)點(diǎn)很多，如太陽(yáng)能作為一種新能源，它與常規(guī)能源相比有三大特點(diǎn)：
第一：它是人類(lèi)可以利用的最豐富的能源．取之不盡，用之不竭．
第二：地球上，無(wú)論何處都有太陽(yáng)能，可以就地開(kāi)發(fā)利用，不存在運(yùn)輸問(wèn)題，尤其對(duì)交通不發(fā)達(dá)的農(nóng)村、海島和邊遠(yuǎn)地區(qū)更具有利用的價(jià)值．
第三：太陽(yáng)能是一種潔凈的能源．在開(kāi)發(fā)利用時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣、也沒(méi)有噪音，更不會(huì)影響生態(tài)平衡．絕對(duì)不會(huì)造成污染和公害．
說(shuō)法只要合理即可．
解答：解：（1）水的質(zhì)量是m=ρV=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80 kg，
水需要吸收的熱量Q=cm△t=4.2×10³J/（ kg?℃）×80 kg×（60℃-10℃）=1.68×10⁷J，
答：80L水的質(zhì)量是80kg，這些水需要吸收1.68×10⁷J的熱量．
（2）水的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N，
對(duì)水做的功W=Gh=800N×12m=9.6×10³J，
答：至少需對(duì)水做9.6×10³J的功．
（3）太陽(yáng)能優(yōu)點(diǎn)：取之不盡、清潔無(wú)污染、可直接利用等等．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱量公式、功的公式的運(yùn)用和計(jì)算能力．要求學(xué)生要熟練掌握這些物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題．