Question

4．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，太阳能热水器每小时平均接受4.2×10⁶J的太阳能，在5h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℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q．
（2）热水器5h内接收到的太阳能．
（3）热水器的效率η．

Answer 1

分析 （1）根据Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）太阳能热水器每小时平均接受4.2×10⁶J的太阳能，求出在5小时的有效照射时间内热水器吸收的太阳能；
（3）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出热水器的效率．

解答 解：
（1）热水器中的水吸收的热量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）太阳能热水器每小时平均接受4.2×10⁶J的太阳能，
所以热水器5小时内接收的太阳能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；
（3）热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{7}J}$×100%=40%；
答：（1）热水器中水吸收了8.4×10⁶J热量；
（2）热水器5小时内接收的太阳能是2.1×10⁷J；
（3）热水器的效率是40%．

点评 本题主要考查的是学生对热量计算公式、效率计算公式的理解和掌握，能熟练运用公式即可解题．