Question

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：

太阳照射时间/h	装水量∕kg	吸热板面积/m2	水升高的温度/℃	水的比热容/J·（kg·℃） -1	太阳辐射功率/J·（m2·h）-1
10	100	2.5	50	4.2×103	1.68×106

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1 m²面积上的太阳能。
求：（1）水在10h内吸收多少热量？
（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全部给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率是多大？

Answer 1

（1）2.1×10⁷J （2）0.25m³ （3）50％

试题分析：热量的计算包含：（1）发生热传递时物，物体温度升高吸收热量和温度降低时放出热量；（2）燃料完全燃烧时放出热量或气体燃烧完全燃烧放出热量。在进行效率计算时则要分清有用部分与总的能量，通常情况下被加热物体所吸收的是有用的部分，而在加热过程中所提供的这部分能量则是总的，所以效率。