Question

【題目】太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關信息.其中太陽輻射功率是指1h內(nèi)投射到1㎡面積上的太陽能.
求：
（1）水在5h內(nèi)吸收的熱量；
（2）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣；（天然氣的熱值為8.4×107J／m3,天然氣完全燃燒放出的熱量50%被水吸收）
（3）該太陽能熱水器的能量轉化效率.

太陽照射時間/h	裝水量/kg	吸熱板面積 /㎡	水升高的溫度 /℃	太陽輻射功率 J/（㎡.h）
5	50	2.5	50	1.68×106

Answer 1

【答案】
（1）解：水吸收的熱量（有用能量）：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×50kg×50℃=1.05×107J；

答：水在5h內(nèi)吸收的熱量為1.05×107J；

（2）解：由題知，Q放=Vq=Q吸=2.1×107J，需要天然氣的體積： ；

答：如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒0.25m3的天然氣；

（3）解：5h太陽能熱水器吸收的太陽能（總能量）：Q總=1.68×106J/（m2h）×2.5m2×5h=2.1×107J，

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答：該太陽能熱水器的能量轉化效率為50%.

【解析】（1）理解Q吸=cm△t公式中各物理量的含義，代入題目中所給的數(shù)據(jù)進行分析；
（2）由氣體燃料燃燒放熱公式Q放=Vq進行變形，求出所需燃料的體積，注意氣體燃料的效率；
（3）太陽能熱水器的能量轉化效率是指水吸收的熱量與吸收的總能量的比，根據(jù)題目所給數(shù)據(jù)進行計算.
【考點精析】本題主要考查了熱量的計算的相關知識點，需要掌握熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放才能正確解答此題．