Question

上海世博會的主題是“城市，讓生活更美好”．為了倡導(dǎo)低碳生活，太陽能熱水器被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)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(guān)信息：

太陽照射時間/h	太陽能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)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	4200	1000

請根據(jù)上表信息，計算：
（1）熱水器中的水需吸收的熱量為多少？
（2）熱水器平均1h所接收的太陽能約為多少？

Answer 1

分析：（1）利用密度公式m=ρv先計算出水的質(zhì)量m，然后再利用熱量的計算公式Q_吸=cm△t求出水需吸收的熱量；
（2）利用太陽能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率求出太陽能熱水器接收的總熱量，再除以總時間即為平均1h所接收的太陽能．

解答：解：（1）由ρ=

m

V

得，熱水器中水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg，
熱水器中的水增加的內(nèi)能：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×60℃=2.52×10⁷J；
（2）由η=

W吸

Q總

×100%可得，熱水器接收的總太陽能：
Q_總=

Q吸

η

=

2.52×107J

50%

=5.04×10⁷J，
平均1h所接收的太陽能：
E=

Q總

t

=

5.04×107J

10

=5.04×10⁶J．
答：（1）熱水器中的水需吸收的熱量為2.52×10⁷J；
（2）熱水器平均1h所接收的太陽能約為5.04×10⁶J．

點評：本題考查了密度公式、吸熱公式和能量轉(zhuǎn)化效率的相關(guān)計算，綜合性較強(qiáng)，關(guān)鍵是根據(jù)表格得出有用的信息，同時在計算過程中要注意單位的換算．