某品牌太陽(yáng)能熱水器集熱器面積S=2m2，熱效率為η=40%（即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽(yáng)能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能），該地點(diǎn)太陽(yáng)能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒鐘太陽(yáng)能輻射能為1.4×103J），將質(zhì)量為100kg的初溫為20℃的水加熱到60℃，求：[水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）]
（1）這些水需要吸收多少熱量？
（2）如果這些熱量由熱水器提供，求需要加熱多少小時(shí)？
分析：（1）知道水的質(zhì)量、升高的溫度和比熱，根據(jù)公式Q吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)題意可求每秒水吸收的熱量，又知道水吸收的熱量，求需要的加熱時(shí)間．
解答：已知：水的質(zhì)量m=100kg，水升高的溫度△t=60℃-20℃=40℃，水的比熱容是c=4.2×103J/（kg?℃），熱效率為η=40%，太陽(yáng)能熱水器集熱器面積為S=2m2，太陽(yáng)能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2．
求：（1）水需要吸收的熱量Q吸=？；（2）需要加熱的時(shí)間t=？
解：（1）水吸收的熱量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×40℃=1.68×107J；
（2）熱水器接收太陽(yáng)能的輻射功率：
P′=PS=1.4×103W/m2×2m2=2.8×103W，
熱水器將接收太陽(yáng)能的輻射功率轉(zhuǎn)化為水內(nèi)能的功率：
P″=P′×η=2.8×103W×40%=1.12×103W，
∵Q吸=W=Pt
∴加熱時(shí)間：
t=
Q吸
P″
=
1.68×107J
1.12×103W
=15000s≈4.17h．
答：（1）這些水需要吸收的熱量為1.68×107J；
（2）水吸收的熱量由該熱水器提供，需要加熱4.17h．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生熱量的計(jì)算和能量的利用率的運(yùn)用，要學(xué)會(huì)審題，從復(fù)雜的題干中搜集有用信息．本題知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，屬于難題．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2013?惠山區(qū)一模）閱讀下面的短文，回答問(wèn)題．
                                         太陽(yáng)能熱水器
太陽(yáng)能熱水器能利用太陽(yáng)能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰哂邪踩�、�?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)．
如圖甲所示，太陽(yáng)能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成，雙層玻璃管之間是真空．如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖，它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似，只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料；另一部分是保溫儲(chǔ)水箱，保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通．
玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示：當(dāng)太陽(yáng)光入射到黑色的吸熱層上時(shí)，黑色吸熱層能把太陽(yáng)能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，將管內(nèi)的水加熱．向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng)；背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng)，形成冷熱水循環(huán)，最終整箱水都升高至一定的溫度．玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用．
請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度變小，所受到的浮力
大于
大于
重力．
（2）能否將黑色的吸熱材料涂在玻璃吸熱管的外表面上？簡(jiǎn)單說(shuō)明理由
不能，因?yàn)椴Ａ菬岬牟涣紝?dǎo)體，集熱管中又有真空層，不利于將熱量傳遞給管內(nèi)的水
不能，因?yàn)椴Ａ菬岬牟涣紝?dǎo)體，集熱管中又有真空層，不利于將熱量傳遞給管內(nèi)的水
．
（3）將質(zhì)量為100kg的初溫為20℃的水加熱到70℃，求這些水需要吸收多少熱量？
（4）某品牌太陽(yáng)能熱水器集熱器面積為S=2m2，熱效率為η=30%（即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽(yáng)能的30%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能），該地點(diǎn)太陽(yáng)能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒鐘太陽(yáng)輻射能為1.4×103J）．在第（3）小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多少時(shí)間？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

太陽(yáng)能熱水器能利用太陽(yáng)能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰哂邪踩�、�?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)．某品牌太陽(yáng)能熱水器集熱器面積為S=2m2，熱效率為η=50%（即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽(yáng)能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能），該地點(diǎn)太陽(yáng)能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒鐘太陽(yáng)輻射能為1.4×103J）
試求：
（1）將質(zhì)量為100kg的初溫為10℃的水升高60℃，求這些水需要吸收多少熱量？[水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）]
（2）在第（1）小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多少時(shí)間？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

（1）將質(zhì)量為100kg的初溫為20℃的水加熱到60℃，求這些水需要吸收多少熱量？[水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）]．
（2）某品牌太陽(yáng)能熱水器集熱器面積為S=2m2，熱效率為η=40%（即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽(yáng)能的40%轉(zhuǎn)化為水的熱能），該地點(diǎn)太陽(yáng)能輻射到地面的平均功率P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒鐘太陽(yáng)輻射能為1.4×103J）．在第（1）小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多少小時(shí)？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

閱讀以下短文，回答問(wèn)題
【太陽(yáng)能熱水器】
太陽(yáng)能熱水器能利用太陽(yáng)能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枰哂邪踩�、�?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)．如圖甲所示，太陽(yáng)能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成，雙層玻璃管之間是真空．如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖，它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似，只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料；另一部分是保溫儲(chǔ)水箱，保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通．玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示：當(dāng)太陽(yáng)光入射到黑色的吸熱層上時(shí)，黑色吸熱層能把太陽(yáng)能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，將管內(nèi)的水加熱．向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng)；背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng)，形成冷熱水循環(huán)，最終整箱水都升高至一定的溫度．玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）太陽(yáng)能屬于
一次能源
一次能源
 （選擇“一次能源”或“二次能源”）．玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度
變小
變小
（選填“變大”“不變”“變小”）．
（2）玻璃吸熱管內(nèi)表面為何涂成黑色，請(qǐng)說(shuō)明理由
黑色吸熱能力強(qiáng)
黑色吸熱能力強(qiáng)
．
（3）將質(zhì)量為100kg的水溫度升高了50℃，求這些水需要吸收多少熱量？[水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）]
（4）某品牌太陽(yáng)能熱水器集熱器面積為S=2m2，熱效率為η=40%（即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽(yáng)能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能），該地點(diǎn)太陽(yáng)能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒鐘太陽(yáng)輻射能為1.4×103J）．在第（3）小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多少時(shí)間？

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