Question

【題目】太陽能熱水器被廣泛應用于現代生活。下表提供的是一裝滿水的太陽能熱水器在太陽照射下的相關信息。求：

太陽照射時間/h	太陽能轉換為水的內能的效率	熱水器最大水容量/L
10	50%	100
水升高的溫度/℃	水的比熱容/[J·（kg·℃）－1]	水的密度/kg·m－3
60	4.2×103	1.0×103

(1)熱水器中水的質量。

(2)熱水器中的水增加的內能。

(3)此次熱水器接收的太陽能約為多少？如果這些能量由燃燒天然氣來提供，則需多少天然氣？（天然氣的熱值為4.2×107J/m3）

Answer 1

【答案】(1)100kg；(2)2.52×107J；(3)1.2m3

【解析】

(1)V＝100L＝0.1m3，由ρ＝得，熱水器中水的質量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg

(2)熱水器中的水增加的內能：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×100kg×60℃＝2.52×107J

(3)太陽能的轉化效率η＝×100%可得，此次熱水器接收的太陽能：Q接收＝＝＝5.04×107J

則需要的天然氣體積

V＝＝＝1.2m3