Question

10．太陽能具有安全、清潔、方便等特點，人們越來越廣泛地使用它．已知某太陽能熱水器的水箱受太陽熱輻射2.4×10⁷ J，要完全燃燒多少千克的干木柴才能放出這些熱量？如果這些熱量的50%被水箱內(nèi)質(zhì)量為50kg溫度為30℃的水吸收，可使這些水的溫度升高多少℃？（干木柴的熱值q=1.2×l0⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知太陽能熱水器的水箱吸收的熱量，由題知Q_吸=Q_放，利用Q_放=mq計算需要完全燃燒多少干木柴；
（2）知道水吸收的效率和受太陽熱輻射的能量可求水吸收的熱量，又知道水的比熱容，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水溫升高的值．

解答 解：
（1）干木材完全燃燒放出的熱量：
Q_受=Q_放=2.4×10⁷J，
由Q_放=mq得，這些熱量相當(dāng)于完全燃燒干木柴得質(zhì)量：
m_干木材=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=2kg；
（2）由題意可知，水吸收的熱量：
Q_吸=Q_受η=2.4×10⁷J×50%=1.2×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水溫升高的值：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$-$\frac{1.2×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50kg}$≈57℃．
答：這些能量相當(dāng)于完全燃燒2kg干木柴放出的熱量；可使這些水的溫度升高57℃．

點評 本題考查了熱量公式、效率公式和吸熱公式的應(yīng)用，計算時注意溫度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末溫）的區(qū)別．