Question

14．世界能源危機(jī)告急，世界上許多國(guó)家掀起了開發(fā)利用太陽(yáng)能的熱潮，太陽(yáng)能作為一種綠色、可再生的清潔能源，被充分運(yùn)用到家庭熱水、取暖領(lǐng)域，太陽(yáng)能熱水器無(wú)疑成為熱水器行業(yè)的一個(gè)明星．某太陽(yáng)能熱水器的水箱內(nèi)裝有50kg的水，太陽(yáng)能熱水器吸收1.4×10⁷J太陽(yáng)能后，使水溫從20℃升高到60℃．（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），焦炭的熱值是3．O×10⁷J/kg）試求：
（1）水從太陽(yáng)能熱水器中吸收了多少熱量？
（2）水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒多少kg的焦炭？
（3）太陽(yáng)能熱水器此時(shí)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的比熱容、質(zhì)量、初溫度和末溫度，可以得到水吸收的熱量；
（2）已知水吸收的熱量和焦炭的熱值，可以得到完全燃燒的焦炭質(zhì)量；
（3）已知水吸收的熱量和獲取的太陽(yáng)能，兩者之比是此熱水器的效率．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）因?yàn)镼=mq，
所以需要完全燃燒的焦炭質(zhì)量：
m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{{Q}_{吸}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{3.0×10{\;}^{7}J/kg}$=0.28kg；
（3）太陽(yáng)能熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$=$\frac{8.4×10{\;}^{6}J}{1.4×1{0}^{7}J}$×100%=60%．
答：
（1）水從太陽(yáng)能熱水器中吸收了8.4×10⁶J熱量；
（2）水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒0.28kg的焦炭；
（3）太陽(yáng)能熱水器此時(shí)的效率是60%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、效率公式及燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，雖具有一定的綜合性，但總體難度不大；通過(guò)做題使學(xué)生了解太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生積極開發(fā)利用新能源，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義！