题目内容
【题目】太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温升高到40 ℃。求:
(1)热水器中的水吸收的热量Q。[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E。
(3)热水器的效率η。
(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q=4.2×107 J/kg,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
【答案】(1)8.4×106J;(2)2.1×107J;(3)40%;(4)0.2kg。
【解析】试题分析:(1)根据Q=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能,求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能;
(3)根据η=求出热水器的效率;
(4)煤气放出的热量等于水吸收的热量,根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量.
解:(1)热水器中的水吸收的热量:
Q=Cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg℃)×100kg×(40℃﹣20℃)=8.4×106J;
(2)热水器5小时内接收到的太阳能:
E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J;
(3)热水器的效率:
η=×100%=×100%=40%;
(4)煤气燃烧放出的热量全部被水吸收,即Q放=Q吸=8.4×106J,
由Q=mq可知完全燃烧煤气的质量:
m′===0.2kg.
答:(1)热水器中的水吸收的热量为8.4×106J;
(2)热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107J;
(3)热水器的效率为40%;
(4)完全燃烧煤气的质量为0.2kg.
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