Question

小聪家太阳能热水器的容量为200L．有一天，小聪为了探究家里太阳能热水器的节能效果，每隔1小时记录装满水时太阳能热水器的水温，记录数据如下表

时刻	8：00	9：00	10：00	11：00	12：00	13：00	14：00	15：00	16：00	17：00
温度（℃）	36	38	41	45	49	55	58	60	61	61

（1）哪一小时太阳能热水器的功率最大？答：______至______．
（2）太阳能热水器通过______途径改变了水的内能．从8：00至17：00，热水器的水吸收的热量是______J．若用电热水器加热同样的水至少需要消耗电能______kW?h．[c_水=4.2×10³J/]．

Answer 1

【答案】分析：（1）由题意可知，太阳能热水器的功率最大时，水吸收的热量最多，根据Q=cm△t可知此时一小时内水温变化应最大，分析表中数据，得出结论．
（2）改变物体内能的方法有做功和热传递；根据m=ρV和Q=cm△t求出从8：00至17：00热水器的水吸收的热量；因电热水器为纯电阻电路，根据Q=W求出加热同样的水至少需要消耗电能．
解答：解：（1）太阳能热水器的功率最大时，水吸收的热量最多，根据Q=cm△t可知一小时内水温变化最大；
由表格可知，当12：00到13：00时，水温变化最大为6℃，故此时间段太阳能热水器的功率最大．
（2）太阳能热水器通过热传递的途径改变了水的内能；
当从8：00至17：00时，水温的变化量：
△t=61℃-36℃=25℃，
热水器的水吸收的热量：
Q=cm△t=cρV△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³×25℃=2.1×10⁷J；
因电热水器为纯电阻电路，
所以若用电热水器加热同样的水至少需要消耗电能：
W=Q=2.1×10⁷J≈5.83KW?h．
故答案为：（1）12：00；13：00；
（2）热传递；2.1×10⁷；5.83．
点评：本题考查了质量、吸热、电功的计算和改变物体内能的方法，关键是知道太阳能热水器的功率最大时，相同的时间内水的温度变化最大．