Question

太陽能具有清潔無污染、可再生等優點，是最有開發前景的新能源之一。小明家新安裝了一臺容積為500kg的太陽能熱水器，加滿水后，經過4h陽光的照射，水溫由原來的20℃升高到40℃．則：
（1） 在這4 h內水吸收了多少熱量?
（2） 若這些熱量由效率為20％的火爐燃燒焦炭來提供，則需要燃燒多少焦炭?
[水的比熱容C_水=4.2×10³J／(kg·℃)、焦炭的熱值q=3.0×10⁷J／kg]

Answer 1

4.2×10⁷J ，7 kg

知道水的質量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供，即Q_吸=Q_放×20%，再利用Q_放=mq求需要完全燃燒多少焦炭．
（1）    水吸收的熱量：
（2）    Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×500kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁷J；
（3）    （2）由題知，Q_吸=Q_放×20%=m′q×20%=4.2×10⁷J，
（4）    需要焦炭的質量：
（5）    m′= Q_吸/ q×20%=4.2×10⁷J/3×10⁷J/kg×20%=7kg．