Question

8．某中学初三（3）班的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下曝晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数．数据记录如表：

塑料袋	水的质量（kg）	初  温（℃）	温 度（℃）	温 度（℃）	温 度（℃）	…
黑色	1.5	14.0	23.3	28.0	33.5	…
白色	1.5	14.0	17.5	18.6	21.0	…

（1）分析上表的实验数据可推知，太阳能热水器的集热管内表面颜色以黑色为宜；
（2）若一太阳能热水器的装水80kg，集热管每小时接收太阳能约为4.2×10⁶J，则该热水器每小时水温能升高多少℃？[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量．[q_焦炭=3×10⁷J/kg，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]（不计热量损失）

Answer 1

分析 本题为实验探究和计算相结合的问题，首先根据实验数据分析不同时刻，黑色和白色塑料袋内水的温度，从而确定哪种颜色易吸热，然后利用热量公式Q=cm△t和Q_放=qm求解水的温度及消耗的焦炭．

解答 解：（1）根据实验结果，同样质量的水，在相同的时间内，在黑色塑料袋内温度高，说明吸收的热量多，故应选用黑色的．
（2）由公式Q=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=12.5℃；
（3）Q_放=Q_吸=4.2×10⁶J，
由Q_放=qm得
所需焦炭的质量：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.14kg．
答：（1）黑；
（2）每小时水温能升高12.5℃；
（3）热量相当于完全燃烧0.14千克的焦炭放出的热量．

点评 根据实验数据分析得出实验结论，利用热量公式Q=cm△t和Q_放=qm再进行计算即可．