Question

【題目】太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一．某品牌太陽能熱水器每小時(shí)平均接收4.2×106J的太陽能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)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(shí)內(nèi)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(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

【答案】（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×106J；

（2）熱水器5小時(shí)內(nèi)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(zhì)量為0.2kg．

【解析】

試題分析：（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(shí)平均接受4.2×106J的太陽能，求出在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)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(zhì)量．

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(shí)內(nèi)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吸=8.4×106J，

由Q=mq可知完全燃燒煤氣的質(zhì)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(shí)內(nèi)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(zhì)量為0.2kg．