Question

【題目】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收4.2×106 J的太陽能，在5小時的有效照射時間內，將熱水器中質量為100 kg、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＝4.2×103 J/(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＝4.2×107 J/kg，假設煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收)

Answer 1

【答案】
（1）解：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；

答：熱水器中的水吸收的熱量為8.4×106J；

（2）解：熱水器5小時內接收到的太陽能：

E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J；

答：熱水器5小時內接收到的太陽能為2.1×107J；

（3）解：熱水器的效率：

η= ×100%= ×100%=40%；

答：熱水器的效率為40%；

（4）解：煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，即Q放=Q吸=8.4×106J，

由Q=mq可知完全燃燒煤氣的質量：

m′= =0.2kg．

答：完全燃燒煤氣的質量為0.2kg．

【解析】（1）根據Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量；
（2）太陽能熱水器每小時平均接受4.2×106J的太陽能，求出在5小時的有效照射時間內熱水器接收到的太陽能；
（3）根據η= 求出熱水器的效率；
（4）煤氣放出的熱量等于水吸收的熱量，根據Q=mq求出完全燃燒煤氣的質量．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解熱量的計算的相關知識，掌握熱量的計算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及對燃料的熱值的理解，了解熱值（q ）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，單位是：焦耳/千克．燃料燃燒放出熱量計算：Q放 =qm；（Q放 是熱量，單位是：焦耳；q是燃燒值，單位是：焦/千克；m 是質量，單位是：千克．