Question

太陽能熱水器不用電、不燒氣，利用太陽能，無任何污染，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品．小明家屋頂上有一臺太陽能熱水器（如圖），水箱容量為120L．
（1）該水箱最多能裝質(zhì)量為多少kg的水？
（2）假如熱水器接收到的太陽能有50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則使一箱水溫度從20℃升高到70℃，需要接收多少太陽能？
（3）若使用液化石油氣給水加熱時，液化石油氣完全燃燒放熱的70%被水吸收，則在使用太陽能熱水器后，使同樣多的水升高相同的溫度，可節(jié)約液化石油氣多少kg？[液化石油氣的熱值為8.0×10⁷J/kg、水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃），水的密度為1.0×10³kg/m³]．

Answer 1

分析：（1）水箱裝滿水時，水的體積和水箱的容量相等，根據(jù)m=ρV求出水箱最多能水的質(zhì)量；
（2）知道水的比熱容、質(zhì)量和溫度的變化，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，熱水器接收到的太陽能有50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，可利用公式Q=

Q吸

η

求出接收的太陽能；
（3）使同樣多的水升高相同的溫度，從而可以知道水吸收的熱量，而液化石油氣完全燃燒放出的熱量70%被水吸收，可利用公式Q_放=

Q吸

η

求出液化石油氣完全燃燒放出的熱量，再利用公式Q_放=mq求出液化石油氣的質(zhì)量．

解答：解：（1）由公式ρ=

m

V

可得，該水箱最多能裝水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³ ×120×10^-3m³=120kg；
（2）水吸收的熱量為：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×120kg×（70℃-20℃）
=2.52×10⁷J，
∵熱水器接收到的太陽能有50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，
∴接收的太陽能：
Q=

Q吸

η

=

2.52×107J

50%

=5.04×10⁷J；
（3）∵液化石油氣完全燃燒放出的熱量70%被水吸收，
∴液化石油氣完全燃燒放出的熱量為：
Q_放=

Q吸

η′

=

2.52×107J

70%

=3.6×10⁷J，
∵Q_放=mq，
∴液化石油氣的質(zhì)量為：
m=

Q放

q

=

3.6×107J

8.0×107J/kg

=0.45kg．
答：（1）該水箱最多能裝質(zhì)量為120kg的水；
（2）接收的太陽能為5.04×10⁷J；
（3）液化石油氣的質(zhì)量0.45kg．

點評：本題考查了學(xué)生對密度公式、吸熱公式、效率公式的掌握和運用，計算時注意單位統(tǒng)一，雖然120L水和120kg水的量相等，但不能寫成120L=120kg！