Question

15．某太陽(yáng)能熱水器中裝有 40L 的水，陽(yáng)光照射一段時(shí)間后，水溫從 10℃升高 50℃，已知 c _水=4.2×10³J/（kg•℃）．求：
（1）這段時(shí)間熱水器中的水所吸收的熱量；
（2）如果這段時(shí)間該太陽(yáng)能熱水器接收到太陽(yáng)輻射的熱量是 2.8×10⁷J，則這段時(shí)間該熱水 器的效率是多少？
（3）就如何提高太陽(yáng)能熱水器的效率，談一談你的構(gòu)想．（寫一點(diǎn)）

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)密度公式的變形公式求出水的質(zhì)量，又知道水的比熱容和溫度變化量，利用吸熱公式Q_吸=cm△t計(jì)算水吸收的熱量（有用能量）；
（2）又熱水器接收到太陽(yáng)輻射的熱量，利用效率公式求該熱水器的效率；
（3）從水箱的保溫效果、吸熱管的接收面積和材料性能等方向進(jìn)行解答．

解答 解：（1）水的體積V=40L=40dm³=0.04m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.04m³=40kg，
則水所吸收的熱量
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×40kg×50℃=8.4×10⁶J．
（2）熱水器接收到太陽(yáng)輻射的熱量Q_總=2.8×10⁷J，
則這段時(shí)間該熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%．
（3）影響太陽(yáng)能熱水器效率的因素有：水箱的保溫效果，吸熱管的接收面積，吸熱管材料性能的優(yōu)差等，
因此可以增強(qiáng)水箱的保溫效果（或增大吸熱管的接收面積或選擇優(yōu)質(zhì)的吸熱管材料）來(lái)提高太陽(yáng)能熱水器的效率．
答：（1）這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；
（2）該熱水器的效率是30%；
（3）可以增強(qiáng)水箱的保溫效果（或增大吸熱管的接收面積或選擇優(yōu)質(zhì)的吸熱管材料）來(lái)提高太陽(yáng)能熱水器的效率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式和效率公式的運(yùn)用，要學(xué)會(huì)審題，從復(fù)雜的題干中搜集有用信息，計(jì)算時(shí)注意溫度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末溫）的區(qū)別．