Question

20．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收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26℃的水，溫度升高到46℃．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量Q_吸；[水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）熱水器5小時有效照射內接收到的太陽能，相當于完全燃燒多少m³的天然氣放出的熱量？（天然氣的熱值q=7×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）知道水的質量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）太陽能熱水器每小時平均接收4.2×10⁶J的太陽能，據(jù)此求出5小時有效照射內接收到的太陽能，根據(jù)Q_放=Vq求出需要完全燃燒天然氣所需的體積．

解答 解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（46℃-26℃）
=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，
由Q_放=Vq可得，需要完全燃燒天然氣所需的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{E}{q}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{7×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.3m³．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；
（2）熱水器5小時有效照射內接收到的太陽能，相當于完全燃燒0.3m³的天然氣放出的熱量．

點評 本題考查了吸熱公式和燃料完全燃燒釋放熱量公式的應用以及吸收太陽能的計算，要注意水升高了（溫度的變化量）和升高到（末溫）的區(qū)別．