Question

15．某太陽能熱水器，向其中注入50kg的水，陽光照射-段時間后，水溫從10℃升高到50℃．水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃）．試求：
（1）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？
（2）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m³的天然氣；（天然氣的熱值為8.4×l0⁷J/m³，天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收）
（3）你認為可能是什么因素影響了太陽能熱水器的效率？

Answer 1

分析 （1）已知水的質量、水的初溫末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）計算水吸收的熱量；
（2）知道煤燃燒放出的熱量，利用Q_放=Vq求需完全燃燒煤的質量；
（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行解答．

解答 解：
（1）已知水的質量m=50kg，從10℃升高到50℃，所以水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-10℃）=8.4×10⁶J；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收，即Q_放=Q_吸=Vq，
所以需要完全燃燒的天然氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.1m³；
（3）影響太陽能熱水器效率的因素有：水箱的保溫效果，吸熱管的接收面的大小，吸熱管材料的性能等．
答：（1）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×10⁶J；
（2）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒0.1m³的天然氣；
（3）水箱的保溫效果，吸熱管的接收面的大小，吸熱管材料的性能等．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式，計算時注意溫度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末溫）的區(qū)別．