Question

3．某太陽能熱水器水箱的容積是50L，一次它裝滿了水，經(jīng)太陽光照射一段時間后，水溫從20℃升高到60℃．（焦炭的熱值為3.0×10⁷J/kg）求：
（1）水箱內(nèi)裝水多少kg？
（2）水吸收的熱量是多少J？
（3）若這些熱量由燃燒焦炭來提供，則需要完全燃燒多少kg的焦炭？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$的變形公式計算水的質(zhì)量；
（2）已知水的比熱容、質(zhì)量和溫度變化，可利用公式Q=cm△t計算水吸收熱量．
（3）已知焦炭的熱值和熱量，可利用公式m=$\frac{Q}{q}$計算質(zhì)量．

解答 解：（1）50L=50dm³=5×10^-2m³，$\frac{m}{V}$，所以水箱內(nèi)裝水的質(zhì)量m=ρV=1.0×10³kg/m³×5×10^-2m³=50kg；
（2）因為c_水=4.2×10³J/（kg•℃），m=50kg，△t=t-t₀=60℃-20℃=40℃，
所以Q_吸=C_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（3）因為Q_放=Q_吸=8.4×10⁶J，
所以m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.28kg．
答：（1）水箱內(nèi)裝水的質(zhì)量是50kg；
（2）水吸收的熱量是8.4×10⁶J．
（3）這些熱量相當于完全燃燒0.28kg的焦炭．

點評 本題考查學生對熱量公式Q=Cm△t的掌握和運用，以及利用燃料燃燒放出熱量的變形公式m=$\frac{Q}{q}$計算質(zhì)量．