(2011?佛山)劉芳同學(xué)制作了一個(gè)底面積為1m2的透明玻璃箱,中午測(cè)得玻璃箱吸收太陽(yáng)能的功率為100W,經(jīng)過(guò)太陽(yáng)100min的照射.則
(1)在這段時(shí)間內(nèi)玻璃箱所吸收太陽(yáng)的能量是多少?
(2)在玻璃箱內(nèi)裝有質(zhì)量為l0kg溫度是20℃的水,若有42%的太陽(yáng)能被水吸收,這些太陽(yáng)能可以使玻璃箱內(nèi)的水溫度升高到多少℃?
(3)若改用熱值為2.1×107J/kg的生物燃油給水加熱,燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量只有20%被水吸收,要使同樣的水升高相同的溫度至少需要燃燒多少kg的燃油?
若燃油的密度為0.75×103kg/m3,則這些燃油的體積是多少?
分析:(1)知道玻璃箱吸收太陽(yáng)能的功率和時(shí)間,利用Q=W=Pt求玻璃箱所吸收的太陽(yáng)能量;
(2)由題知,水吸收的熱量Q=Q×42%,又知道水的質(zhì)量、比熱容和初溫,利用吸熱公式Q=cm△t求水升高到的溫度;
(3)由題知,Q=Q×20%=qm×20%,據(jù)此求燃油的質(zhì)量,再利用密度公式求燃油的體積.
解答:解:由題知,P=100W,t=6000s,m=l0kg,t0=20℃,
(1)玻璃箱所吸收的太陽(yáng)能量:
Q=Pt=l00W×6000s=6×105J,
(2)水吸收的熱量
Q=Q×42%=42%×6×105J=2.52×105J,
∵Q=cm△t,
∴△t=
Q
cm
=
2.52×105J
4.2×103J/(kg?℃)×10kg
=6℃,
水升高到的溫度:
t=t0+△t=20℃+6℃=26℃;
(3)由題知,Q=qm×20%,
m=
Q
q×20%
=
2.52×105J
2.1×107J/kg×20%
=0.06kg;
∵ρ=
m
V

∴V=
m
ρ
=
 
0.06kg
0.75×103kg/m3
=8×10-5m3=80cm3
答:(1)玻璃箱所吸收的太陽(yáng)能為6×105J;
(2)水升高到的溫度為26℃;
(2)需要燃燒0.06kg的柴油,柴油的體積為80cm3
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、燃料完全燃燒放熱公式、吸熱公式、功率公式的掌握和運(yùn)用,知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng),屬于難題!
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