Question

太陽能熱水器是把太陽能轉化為內能的設備之一．某品牌太陽能熱水器每小時平均接受4.2×10⁶J的太陽能，在5小時的有效照射時間內，將熱水器中質量為100kg、初溫為20℃的水溫升高到40℃．求：

（1）熱水器中的水吸收的熱量Q；【水的比熱容C=4.2×10³J/（kg•℃）】

（2）熱水器5小時內接收到的太陽能E；

（3）熱水器的效率η；

（4）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg，假設煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

       （1）根據(jù)Q=Cm（t﹣t₀）求出水吸收的熱量；

（2）太陽能熱水器每小時平均接受4.2×10⁶J的太陽能，求出在5小時的有效照射時間內熱水器接收到的太陽能；

（3）根據(jù)η=求出熱水器的效率；

（4）煤氣放出的熱量等于水吸收的熱量，根據(jù)Q=mq求出完全燃燒煤氣的質量．

解答：    解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：

Q=Cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）=8.4×10⁶J；

（2）熱水器5小時內接收到的太陽能：

E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；

（3）熱水器的效率：

η=×100%=×100%=40%；

（4）煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，即Q_放=Q=8.4×10⁶J，

由Q=mq可知完全燃燒煤氣的質量：

m′===0.2kg．

答：（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；

（2）熱水器5小時內接收到的太陽能為2.1×10⁷J；

（3）熱水器的效率為40%；

（4）完全燃燒煤氣的質量為0.2kg．