Question

太陽能熱水器是把太陽能轉化為內能的設備之一．某品牌太陽能熱水器每小時平均接受4. 2×10⁶J的太陽能，在5小時的有效照射時間內，將熱水器中質量為100kg. 初溫為20℃的水溫升高到40℃．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量Q；（水的比熱容C="4." 2×10³J/（kg?℃））
（2）熱水器5小時內接收到的太陽能E；
（3）熱水器的效率η；
（4）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q="4." 2×10⁷J/kg，假設煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

（1）8.4×10⁶J； （2）2.1×10⁷J； （3）40%； （4）0.2kg。

解析試題分析：（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小時內接收到的太陽能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；
（3）熱水器的效率：
；
（4）煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，即Q_放=Q=8.4×10⁶J，
∵Q=mq
∴完全燃燒煤氣的質量：
。
考點： 太陽能熱水器中的熱量計算