Question

15．如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃，水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），试求：
（1）与其它形式的能量相比，太阳能具有哪些优点？（写出两点即可）
（2）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（3）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（4）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）从节能、环保的角度分析答题．
（2）已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量（有用能量）；
（3）又热水器接收到太阳辐射的热量，利用效率公式求该热水器的效率；
（4）知道煤燃烧放出的热量，利用Q_放=mq求需完全燃烧煤的质量．

解答 解：（1）太阳能优点是：节能、环保、经济、方便等．
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-10℃）
=8.4×10⁶J；
（3）该热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{总}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%；
（4）由Q_放=mq可知，完全燃烧煤的质量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.8×1{0}^{7}J}{3.5×1{0}^{7}J/kg}$=0.8kg．
答：（1）太阳能：节能、环保无污染．
（2）该热水器中的水吸收的热量是8.4×10⁶J；
（3）这段时间该热水器的效率是30%；
（4）需完全燃烧0.8kg煤．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．