Question

16．太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備．某臺(tái)太陽能熱水器將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水加熱到40℃時(shí)，需接收2.1×10⁷J的太陽能．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量；[水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）熱水器的效率；
（3）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少立方米煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/m³，假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量和水的初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出熱水器的效率；
（3）假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收，根據(jù)Q_放=Vq求出需要完全燃燒煤氣的體積．

解答 解：（1）熱水器中水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{7}J}$×100%=40%；
（3）由題意可知，煤氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Q_吸=8.4×10⁶J，
由Q_放=Vq可得，完全燃燒煤氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.2m³．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；
（2）熱水器的效率為40%；
（3）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒0.2m³的煤氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、效率公式的應(yīng)用，是一道較為簡單的計(jì)算題．