Question

16．太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之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(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到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(nèi)接收到的太陽能E；
（3）熱水器的效率η；
（4）若改用煤來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤？（煤的熱值q=2.9×10⁷J/kg，假設(shè)煤燃燒放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

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(nèi)熱水器接收到的太陽能；
（3）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%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(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=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%
=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{7}J}$×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可得：完全燃燒煤氣的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.9×1{0}^{7}J/kg}$=0.29kg．
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(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0.29kg．

點評 本題主要考查的是學(xué)生對熱量計算公式、熱值計算公式、效率計算公式的理解和掌握，提高了學(xué)生積極開發(fā)新能源的意識，體現(xiàn)了學(xué)以致用，有意義．