Question

【題目】太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是一家庭的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關(guān)信息．

太陽照射時間h	裝水量kg	水升高的溫度℃	水的比熱容J/（kg℃）	太陽能吸熱功率J/h
10	100	50	4.2×103	3.0×106

求：（1）水在10h內(nèi)吸收的熱量；
（2）太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率．
（3）若用燃燒煤氣代替太陽能熱水器，不計熱量損失，要達到同樣的效果，需要完全燃燒多少質(zhì)量的煤氣？（巳知煤氣的熱值g=4.2×107J/kg）．

Answer 1

【答案】解：
（1）由表格數(shù)據(jù)：水10h吸收的熱量（有用能量）：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×100kg×50℃=2.1×107J；
（2）10h太陽能熱水器吸收的太陽能（總能量）：
Q總=Pt=3×106J/h×10h=3×107J，
η=×100%=×100%=70%；
（3）不計熱量損失，要達到同樣的效果則有：
Q放=Q吸=mq，
所以需要完全燃燒煤氣的質(zhì)量：
m===0.5kg．
答：（1）水在10h內(nèi)吸收的熱量為2.1×107J；
（2）太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率為70%．
（3）若用燃燒煤氣代替太陽能熱水器，不計熱量損失，要達到同樣的效果，需要完全燃燒0.5kg的煤氣．
【解析】（1）由表中數(shù)據(jù)知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的溫度升高值，利用吸熱公式Q吸=cm△t求水吸收的熱量（有用能量）；
（2）由太陽輻射功率知道1h內(nèi)投射到1m2面積上的太陽能，據(jù)此求出10h吸收的太陽能（總能量），再利用效率公式求太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率；
（3）由題Q放=Q吸 ， 由Q放=mq計算需要完全燃燒煤氣的質(zhì)量．