Question

19．太陽能熱水器是把太陽能轉化為內能的設備之能熱水器每小時平均接收4.2×10⁶J的太陽能，在5小時的有效照射時間內，將熱水器中質量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到40℃．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量Q；[水的比熱容C=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）熱水器的效率η；
（3）若改用煤氣來加熱這些水，假設煤氣燃燒放出的熱量有50%能被水吸收，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）根據Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出熱水器的效率；
（3）煤氣放出的熱量乘50%等于水吸收的熱量，根據Q=mq求出完全燃燒煤氣的質量．

解答 解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）熱水器5小時內接收到的太陽能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；
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）因為Q=mq
所以完全燃燒煤氣的質量：
m′=$\frac{{Q}_{吸}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{50%×4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.4kg．
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）完全燃燒煤氣的質量為0.4kg．

點評 本題主要考查的是學生對熱量計算公式、熱值計算公式、效率計算公式的理解和掌握，提高了學生積極開發(fā)新能源的意識，體現了學以致用，有意義．