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(zhuǎn)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，

.

答：該太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhì)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．