Question

18．物理興趣小組為了探究地球表面水吸收太陽(yáng)能的本領(lǐng)，做了如下實(shí)驗(yàn)：用一臉盆裝6kg的水，水的表面積為0.1m²，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)光垂直照射15min，水溫升高了5℃．【c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_氣=3×10⁷J/m³】．問(wèn)：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)6kg的水15min內(nèi)吸收了多少熱能？
（2）若用加熱的方式使同質(zhì)量的水升高相同的溫度，至少需要燃燒多少m³的液化氣？（假設(shè)液化氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）
（3）分析太陽(yáng)能熱水器對(duì)現(xiàn)代生活的優(yōu)點(diǎn)有那些？（寫(xiě)2點(diǎn)）

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）由題知，液化氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，知道液化氣的熱值，利用Q_吸=Q_放=Vq求需要的液化氣的體積；
（3）從環(huán)保、節(jié)約能源（省錢(qián)）、取之不盡等方面列舉太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×6kg×5℃=1.26×10⁵J；
（2）由題知，Q_放=Vq=Q_吸=1.26×10⁵J，
需要液化氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.26×1{0}^{5}J}{3×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=4.2×10^-3m³；
（3）太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，被水吸收，溫度升高，供人使用，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；節(jié)約能源（省錢(qián)）；取之不盡用之不竭等．
答：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)6kg的水15min內(nèi)吸收了1.26×10⁵J的熱量；
（2）至少需要燃燒4.2×10^-3m³的液化氣；
（3）太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)：取之不盡，用之不竭；節(jié)能環(huán)保，清潔無(wú)污染等．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq的掌握和運(yùn)用，計(jì)算時(shí)注意氣體燃料熱值的單位是J/m³，不是J/kg．