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）解：水吸收的热量（有用能量）：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×50kg×50℃=1.05×107J；

答：水在5h内吸收的热量为1.05×107J；

（2）解：由题知，Q放=Vq=Q吸=2.1×107J，需要天然气的体积： ；

答：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）解：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，

.

答：该太阳能热水器的能量转化效率为50%.

【解析】（1）理解Q吸=cm△t公式中各物理量的含义，代入题目中所给的数据进行分析；
（2）由气体燃料燃烧放热公式Q放=Vq进行变形，求出所需燃料的体积，注意气体燃料的效率；
（3）太阳能热水器的能量转化效率是指水吸收的热量与吸收的总能量的比，根据题目所给数据进行计算.
【考点精析】本题主要考查了热量的计算的相关知识点，需要掌握热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放才能正确解答此题．