Question

小明家住在七樓上，為了生活方便安裝了一臺燃氣輔助式的太陽能熱水器．某天由于天氣變化，傍晚時熱水器的水溫只有30℃，要達到合適的水溫，小明家采用了燃氣輔助加熱．
（1）若把質量100kg的水加熱到60℃，需要燃燒多少m³的燃氣？（不計熱損失；燃氣的熱值為q=8.0×10⁷J/m³）
（2）太陽能熱水器使水獲得內能過程中的能量是如何轉化？
（3）利用燃氣輔助加熱水而獲得內能時，能量是如何轉化的？
（4）據此題，太陽能熱水器與燃氣熱水器相比較，簡要說明太陽能熱水器的優(yōu)點與不足之處有哪些？（優(yōu)點和不足至少各列舉1點）

Answer 1

解：
（1）Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（60℃-30℃）=1.26×10⁷J
因為：Q放=Q_吸=1.26×10⁷J
所以，由Q_放=V_燃氣q可得：
==0.1575m³
（2）太陽能熱水器使水獲得內能過程中消耗了太陽能而獲得水的內能．
（3）利用燃氣輔助加熱水而獲得內能時首先燃氣的化學能轉化為燃氣的內能，然后燃氣的內能轉化為水的內能．
（4）太陽能的優(yōu)點例如：取之不盡，用之不竭；清潔無污染等．
太陽能的缺點：受天氣影響大；在室外安裝，受外部條件影響大．
答：（1）需要燃燒0.1575m³的燃氣．
（2）太陽能熱水器使水獲得內能過程中太陽能轉化為水的內能．
（3）利用燃氣輔助加熱水而獲得內能時，首先燃氣的化學能轉化為燃氣的內能，然后燃氣的內能轉化為水的內能．
（4）太陽能的優(yōu)點例如：取之不盡，用之不竭；清潔無污染等．太陽能的缺點：受天氣影響大；在室外安裝，受外部條件影響大．
分析：（1）在不計熱損失的情況下，水吸收的熱量就等于完全燃燒燃氣放出的熱量，因此，可以應用公式Q_吸=c_水m_水（t-t₀）和Q_放=V_燃氣q進行結合求得．
（2）（3）分析能量的轉化或轉移，關鍵是要根據生活經驗和物理知識仔細分析，應該不難解決．
（4）分析好各種能源的特點是解答本題的關鍵．
點評：這是一道綜合性較強的應用題，涉及到了熱量的計算、能量的轉化和轉移及新能源的相關知識，同學們做題過程中一定要時刻注意回扣教材、結合生活實際．