Question

小明利用周末對家里剛安裝好的太陽能熱水器進行了一次觀察活動：早上，他用溫度計測得自來水的溫度為20℃，然后給熱水器水箱送滿水，中午時“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為45℃，已知水箱容積是200L．求：
（1）水箱中水的質(zhì)量和水吸收的熱量．[水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）如果水吸收的這些熱量，由燃燒煤氣來提供，而煤氣灶的熱效率為40%，則至少需要燃燒多少煤氣？（煤氣的熱值為q=4.2×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）先利用密度公式ρ=

m

v

求出水的質(zhì)量，再根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm△t求出水吸收的熱量；
（2）先根據(jù)Q_吸=Q_放×40%求出完全燃燒煤氣放出的熱量，再用Q_放=qm求出煤氣的質(zhì)量．

解答：解：（1）水的質(zhì)量：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（45℃-20℃）
=2.1×10⁷J；
（2）∵Q_吸=m′q×40%
∴m′=

Q吸

q×40%

=

2.1×107J

4.2×107J/kg ×40%

=1.25kg．
答：（1）水箱中水的質(zhì)量為200kg，水吸收的熱量為2.1×10⁷J；
（2）至少需要燃燒1.25kg煤氣．

點評：本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實際生活相聯(lián)系，使學(xué)生覺得學(xué)了物理有用，解題時注意200L≠200kg，必須利用密度公式計算．