Question

9．一太陽能熱水器的容量為100kg，集熱管接收太陽能的有效面積為2.0m²，每小時(shí)1m²接收面接收的太陽能約為2.0×10⁶J，則陽光照射該熱水器5h，水溫升高多少？若這些熱量由熱值是4.2×10⁷kg的煤氣來供給，煤氣燃燒時(shí)放出的熱量有80%被水吸收，則需要完全燃燒多少千克的煤氣？[水的比熱為4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）首先計(jì)算出太陽能接收的熱量，即水吸收的熱量，根據(jù)水的質(zhì)量，根據(jù)熱量的變形公式，計(jì)算升高的溫度．
（2）利用效率公式計(jì)算出煤氣燃燒需放出熱量，根據(jù)Q_放=mq的變形公式來計(jì)算燃燒煤氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）一天中接收的太陽能：E=2.0×10⁶J/m²/h×2.0m²×5h=2×10⁷J；
由Q_吸=cm△t得水升高的溫度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.0×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$≈47.6℃；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$=$\frac{E}{{Q}_{放}}$得，煤氣燃燒需放出的熱量：
Q_放=$\frac{E}{η}$=$\frac{2×1{0}^{7}J}{80%}$=2.5×10⁷J；
由Q_放=mq得：
需要煤氣的質(zhì)量：m_煤氣=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.5×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$≈0.6kg；
答：（1）陽光照射該熱水器5h，水溫升高47.6℃；
（2）需要完全燃燒0.6kg煤氣．

點(diǎn)評(píng) 這是一道綜合性很強(qiáng)的題目，要求知識(shí)的系統(tǒng)性要很強(qiáng)才能完成題目的解答．對(duì)于大型計(jì)算題要注意兩點(diǎn)：（1）公式及變形公式的正確運(yùn)用；（2）知識(shí)與知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系．