Question

【题目】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。其中太阳辐射功率是指1h内投射到1㎡面积上的太阳能。

求：

（1）水在5h内吸收的热量；

（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8．4×107J／m3,天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收）

（3）该太阳能热水器的能量转化效率。

太阳照射时间/h	装水量/kg	吸热板面积 /㎡	水升高的温度 /℃	太阳辐射功率 J/（㎡．h）
5	50	2．5	50	1．68×106

Answer 1

【答案】（1）水在5h内吸收的热量为1．05×107J；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0．25m3的天然气；（3）该太阳能热水器的能量转化效率为50%．

【解析】

试题分析：（1）水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cm△t=4．2×103J/（kg℃）×50kg×50℃=1．05×107J；

（2）由题知，Q放=Vq=Q吸=2．1×107J，需要天然气的体积：；

（3）5h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：Q总=1．68×106J/（m2h）×2．5m2×5h=2．1×107J，

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答：（1）水在5h内吸收的热量为1．05×107J；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0．25m3的天然气；（3）该太阳能热水器的能量转化效率为50%．