Question

1．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接受太陽能的功率是2.1×10⁶J/（h﹒m²），該品牌的太陽能熱水器的接受陽光的面積是2m²，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）熱水器中水吸收的熱量Q；【c_水=4.2×10³J/（kg•℃）】
（2）2m²的熱水器5小時內(nèi)接受的太陽能E；
（3）熱水器的效率；
（4）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多千克的煤氣？（q_煤氣=4.2×10⁷J/kg）

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)熱水器吸收的太陽能；
（3）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出熱水器的效率；
（4）已知煤氣完全燃燒放出的熱量，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）煤氣完全燃燒放出的熱量被水吸收，
需要燃燒煤氣的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.2kg．
答：（1）熱水器中水吸收了8.4×10⁶J熱量；
（2）熱水器5小時內(nèi)接收的太陽能是2.1×10⁷J；
（3）熱水器的效率是40%；
（4）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒0.2kg煤氣．

點評 本題主要考查的是學(xué)生對熱量計算公式、效率計算公式、熱值公式的理解和掌握，屬于常見題型．