Question

7．太陽能熱水器內(nèi)盛有初溫為10℃的水40kg，在陽光照射下，水的溫度升高了25℃，已知：q_天然氣=3×10⁷J/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），試問：
（1）水吸收的熱量．
（2）若用效率為70%的天燃氣灶燒水，燒熱這些水需要釋放多少熱量？
（3）要釋放出這些熱量，需要天然氣多少立方米？
（4）如果用功率為1000W的電加熱器來加熱這些水，需要80min，則電加熱水器的熱效率是多少？
（5）太陽能熱水器，電熱水器和燃氣熱水器相比，有什么優(yōu)點？寫一條即可．

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量和比熱容以及升高的溫度，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出天燃氣完全燃燒釋放的熱量；
（3）根據(jù)Q_放=Vq求出要釋放出這些熱量需要天然氣的體積；
（4）先由W=Pt計算電加熱器消耗的電能，再由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%求出電加熱水器的熱效率；
（5）從節(jié)約能源和無污染的角度列舉太陽能熱水器的優(yōu)點．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×25℃=4.2×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%可得，天燃氣灶燒水釋放的熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{70%}$=6×10⁶J；
（3）由Q_放=Vq可得，需要天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{6×1{0}^{6}J}{3×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.2m³；
（4）80min電加熱器消耗電能：
W_電=Pt=1000kW×80×60s=4.8×10⁶J，
電加熱水器的熱效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{4.8×1{0}^{6}J}$×100%=87.5%；
（5）電熱水器、燃氣熱水器需要消耗電能和燃氣，而太陽能熱水器是利用太陽能來加熱的，故相對來說使用太陽能熱水器最為節(jié)能且無污染．
答：（1）水吸收的熱量為4.2×10⁶J；
（2）若用效率為70%的天燃氣灶燒水，燒熱這些水需要釋放6×10⁶J的熱量；
（3）要釋放出這些熱量，需要天然氣0.2m³；
（4）電加熱水器的熱效率是87.5%；
（5）太陽能熱水器，電熱水器和燃氣熱水器相比，優(yōu)點有節(jié)能、無污染等．

點評 本題考查了吸熱公式、效率公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、電功公式、效率公式的應用以及太陽能的優(yōu)點，要注意“水的溫度升高了25℃”是指溫度的變化量，不是水的末溫．