Question

18．小明家新安裝了一臺(tái)容積為0.5m³的太陽能熱水器，加滿水后，經(jīng)過4h陽光照射，水溫由原來的20℃升高了60℃．問：
（1）4h內(nèi)水吸收了多少熱量？
（2）若這些熱量由效率為30%的火爐燃燒焦炭來提供，則需要燃燒多少千克焦炭？
[水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、焦炭的熱值q=3.0×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析 （1）知道太陽能熱水器的容積，可利用公式m=ρV計(jì)算出水的質(zhì)量，又知道水的比熱容、水的初溫和末溫，可利用熱量公式Q_吸=Cm（t-t₀）計(jì)算出水吸收的熱量；
（2）若這些熱量由效率為30%的火爐燃燒焦炭來提供，即Q_吸=Q_放×30%，再利用Q_放=mq求需要完全燃燒多少焦炭．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得太陽能熱水器中的水質(zhì)量：
m_水=ρv=1×10³kg/m³×0.5m³=500kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×500kg×60℃=1.26×10⁸J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q放}$得，焦炭放出的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.26×1{0}^{8}J}{30%}$=4.2×10⁸J，
由Q_放=mq得，需要焦炭的質(zhì)量：
m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{8}J}{3.0×1{0}^{7}J}$=14kg．
答：（1）太陽能熱水器中的水吸收了1.26×10⁸J的熱量；
（2）若這些熱量由效率為30%的火爐燃燒焦炭來提供．則需要燃燒14kg焦炭．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq的掌握和運(yùn)用，利用好效率公式是本題的關(guān)鍵．