Question

14．太陽(yáng)能熱水器是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一某品牌太陽(yáng)能熱水器每小時(shí)平均接收4.2×10⁶ J的太陽(yáng)能，在某一天有10小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到60℃．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量Q；[水的比熱容C=4.2×10³ J/（kg•℃）]
（2）熱水器的效率η；
（3）若改用煤氣來(lái)加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg，假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)題意求出熱水器接收到的太陽(yáng)能，根據(jù)η=$\frac{Q}{E}$×100%求出熱水器的效率；
（3）煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，根據(jù)Q_放=Q=mq求出所需煤氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁷J；
（2）熱水器10小時(shí)內(nèi)接收到的太陽(yáng)能：
E=4.2×10⁶J/h×10h=4.2×10⁷J，
熱水器的效率：
η=$\frac{Q}{E}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J}$×100%=40%；
（3）煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，即Q_放=Q=1.68×10⁷J，
由Q_放=mq得需要燃燒煤氣的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.4kg．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量為1.68×10⁷J；
（2）熱水器的效率為40%；
（3）若改用煤氣來(lái)加熱這些水，需要完全燃燒0.4kg的煤氣．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是學(xué)生對(duì)熱量計(jì)算公式、熱值計(jì)算公式、效率計(jì)算公式的理解和掌握，是一道較為簡(jiǎn)單的應(yīng)用題．