Question

3．小丽同学家原来是用液化石油气烧水的（每天至少用65℃的热水100kg），参加“探究性学习”活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器．这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15℃升高到65℃．
（1）这台太阳能热水器6月份平均每天水吸收多少能量？
（2）若液化石油气的热值为8.0×10⁷J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？[液化石油气燃烧放热的70%被水吸收、c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？（至少写出两点）

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量．
（2）由题知，液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，即Q_吸=Q_放×70%，从而可以计算出液化石油气燃烧放出的热量；再利用Q_放=mq求需要完全燃烧的液化石油气的质量，即每天节约的液化石油气质量；
（3）从环保、节约能源（省钱）、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点．

解答 解：（1）水每天升高的温度：△t=t-t₀=65℃-15℃=50℃，
水吸收的热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×50℃=2.1×10⁷J．
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可得，液化石油气燃烧放出的热量为：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{70%}$=3×10⁷J，
由Q_放=m_气q可得，节约液化石油气的质量为：
m_气=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3×1{0}^{7}J}{8.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.375kg；
（3）太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，对环境无污染；且属于可再生能源，取之不尽用之不竭．
答：（1）这些水吸收的热量是2.1×10⁷J；
（2）平均每天可节约液化石油气0.375kg；
（3）对环境无污染；可再生．

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放出的热量公式Q_放=mq的掌握和运用，涉及到新能源（太阳能的利用），为了省钱、为了环保，积极开发新能源．