Question

12．某种型号太阳能热水器贮水100kg在太阳照射下10h，装满水的太阳能热水器中水温升高60℃．已知此热水器太阳能转化为水的内能的效率为80%；水的比热容4.2×10³J/（kg•℃）．试计算：
（1）太阳能热水器照射10h，热水器中水吸收的热量？
（2）如热水器所接收到的太阳能由热值为3×10⁷J/kg的焦炭提供，需完全燃烧多少焦炭？

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、比热容和水升高的温度，根据吸热公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）焦炭完全燃烧放出的热量即太阳能接收的热量，又知道焦炭的热值，可利用公式m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$求出焦炭的质量．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（ kg•℃）×100kg×60℃=2.52×10⁷J；
（2）焦炭完全燃烧放出的热量为：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{80%}$=3.15×10⁷J，
由Q_放=mq得，需要焦炭的质量：
m_碳=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.15×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=1.05kg．
答：（1）太阳能热水器照射10h，热水器中水吸收的热量是2.52×10⁷J；
（2）如热水器所接收到的太阳能由热值为3×10⁷J/kg的焦炭提供，需完全燃烧1.05kg焦炭

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，通过做题使学生了解太阳能的优点，引导学生积极开发新能源，有意义！