Question

【题目】太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内将热水器中质量为100kg 初温为20℃的水，温度升高到40℃.已知水的比热容c=4.2103J/（kg℃）,求:

（1）热水器中的水吸收的热量Q ?

（2）热水器的效率:

（3）若改用天然气对这100kg的水加热，天然气完全燃烧放出的热量60 %被水吸收，在标准大气压下，把这100kg的水从20℃烧开需要多少m3的天然气? （天然气的热值q=3.5107J/ m3）

Answer 1

【答案】(1) 8.4×106J；(2) 40%；(3) 1.6.

【解析】

(1)热水器中的水吸收的热量：

Q吸=cm(tt0)=4.2×103J/(kg℃)×100kg×(40℃20℃)=8.4×106J，

(2)热水器5小时内接收到的太阳能：

E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J，

热水器的效率：

η=×100%=×100%=40%;

(3) 把100kg的水从20℃烧开需要吸热：

Q’吸= cm(t’t0)=4.2×103J/(kg℃)×100kg×(100℃20℃)=3.36×107J，

煤气燃烧放出的热量60%被水吸收，即：

Q放= ==5.6×107J，

由Q=Vq可知完全燃烧煤气的体积：

V== =1.6m3

答：(1)热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；

(2)热水器的效率为40%；

(3)需要多少1.6m3的天然气。