Question

6．右表中提供的是某种型号太阳能热水器的相关信息：在太阳照射下10h，装满水的太阳能热水器中水温升高60℃．水的比热容4.2×10³J/（kg•℃）．试计算：

热水器的容量/L	100
太阳能转换为水的内能的效率	80%

（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=$\frac{Q}{q}$计算出焦炭的质量．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得，太阳能热水器中水的质量：
m_水=ρV=1×10³kg/m³×100×10^-3m³=100 kg，
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！