Question

7．安全、清潔、方便的太陽能越來越受到人們的重視  和廣泛利用．如圖所示，一太陽能熱水器內(nèi)裝有體積為200L，溫度為20℃的水，在陽光照射一段時(shí)間后，水溫升高到80℃．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（1）水吸收的太陽能是多少？
（2）這些熱量相當(dāng)于完全燃燒多少kg的干火柴？
（3）若這些熱量由干木柴完全燃燒來獲得，且放出的熱量有70%被水吸收，求干木柴的質(zhì)量是多少？[q_干木柴=1.2×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）利用密度公式先求出水的質(zhì)量結(jié)合水的初溫和末溫，根據(jù)吸熱公式計(jì)算水吸收的熱量；
（2）求出了水吸收的熱量，由題知Q_吸=Q_放，利用Q_放=mq計(jì)算需要完全燃燒多少干木柴；
（3）根據(jù)效率公式結(jié)合燃料放熱公式求出干木柴的質(zhì)量．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質(zhì)量為：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg；
水吸收的熱量：
Q_吸=cm₁△t=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×（80℃-20℃）=5.04×10⁷J；
（2）這些熱量相當(dāng)于完全燃燒m₂千克干木柴：
根據(jù)Q_吸=Q_放=m₂q可得：
m₂=$\frac{Q}{q}$=$\frac{5.04×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=42kg
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可得：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{5.04×1{0}^{7}J}{70%}$=7.2×10⁷J
由Q_放=mq可得：
m₃=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{7.2×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=6kg．
答：（1）水吸收的熱量是5.04×10⁷J；
（2）這些能量相當(dāng)于完全燃燒4.2kg干木柴放出的熱量；
（3）干木柴的質(zhì)量是6kg．

點(diǎn)評 本題考查了太陽能熱水器使用、效率公式、吸熱公式計(jì)算、燃料燃燒放熱計(jì)算，通過做題使學(xué)生了解太陽能的優(yōu)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生積極開發(fā)新能源．