Question

10．太阳能具有安全、清洁、方便等特点，人们越来越广泛地使用它．已知某太阳能热水器的水箱受太阳热辐射2.4×10⁷ J，要完全燃烧多少千克的干木柴才能放出这些热量？如果这些热量的50%被水箱内质量为50kg温度为30℃的水吸收，可使这些水的温度升高多少℃？（干木柴的热值q=1.2×l0⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知太阳能热水器的水箱吸收的热量，由题知Q_吸=Q_放，利用Q_放=mq计算需要完全燃烧多少干木柴；
（2）知道水吸收的效率和受太阳热辐射的能量可求水吸收的热量，又知道水的比热容，根据Q_吸=cm△t求出水温升高的值．

解答 解：
（1）干木材完全燃烧放出的热量：
Q_受=Q_放=2.4×10⁷J，
由Q_放=mq得，这些热量相当于完全燃烧干木柴得质量：
m_干木材=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=2kg；
（2）由题意可知，水吸收的热量：
Q_吸=Q_受η=2.4×10⁷J×50%=1.2×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水温升高的值：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$-$\frac{1.2×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50kg}$≈57℃．
答：这些能量相当于完全燃烧2kg干木柴放出的热量；可使这些水的温度升高57℃．

点评 本题考查了热量公式、效率公式和吸热公式的应用，计算时注意温度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末温）的区别．