Question

2．如圖所示，是某太陽能熱水器，向其中注入50kg的水，陽光照射-段時(shí)間后，水溫從10℃升高到50℃．水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃）．試求：
（1）這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？
（2）如果這段時(shí)間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×10⁷J，則這段時(shí)間該熱水器的效率是多少？
（3）若用天然氣來加熱同樣的水，需完全燃燒多少m³的天然氣．（天然氣的熱值為8.4×l0⁷J/m³，天然氣完全燃燒放出熱量的70%被水吸收．）

Answer 1

分析 （1）已知水的質(zhì)量、水的初溫末溫，利用吸熱公式Q_吸=Cm（t-t₀）計(jì)算水吸收的熱量；
（2）知道熱水器接收到太陽輻射的熱量，利用效率公式求該熱水器的效率；
（3）天然氣完全燃燒放出熱量的70%被水吸收，利用Q_放=Vq求需完全燃燒天燃?xì)獾捏w積．

解答 解：
（1）由題熱水器中的水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-10℃）
=8.4×10⁶J．
（2）熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%；
（3）用天然氣來加熱同樣的水，水吸收熱量相同，
所以70%Q_放=70%Vq=Q_吸，
需完全燃燒的天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{吸}}{70%q}$=$\frac{2.8×1{0}^{7}J}{0.7×8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$≈0.48m³．
答：（1）這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；
（2）如果這段時(shí)間內(nèi)熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×10⁷J，則該熱水器的效率是30%；
（3）若用天然氣來加熱同樣的水，需完全燃燒0.48m³的天然氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，難度不大．