题目内容

7.安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视  和广泛利用.如图所示,一太阳能热水器内装有体积为200L,温度为20℃的水,在阳光照射一段时间后,水温升高到80℃.[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)水吸收的太阳能是多少?
(2)这些热量相当于完全燃烧多少kg的干火柴?
(3)若这些热量由干木柴完全燃烧来获得,且放出的热量有70%被水吸收,求干木柴的质量是多少?[q干木柴=1.2×107J/kg].

分析 (1)利用密度公式先求出水的质量结合水的初温和末温,根据吸热公式计算水吸收的热量;
(2)求出了水吸收的热量,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;
(3)根据效率公式结合燃料放热公式求出干木柴的质量.

解答 解:
(1)由ρ=$\frac{m}{V}$可得,水的质量为:
m=ρV=1.0×103kg/m3×200×10-3m3=200kg;
水吸收的热量:
Q吸=cm1△t=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(80℃-20℃)=5.04×107J;
(2)这些热量相当于完全燃烧m2千克干木柴:
根据Q吸=Q放=m2q可得:
m2=$\frac{Q}{q}$=$\frac{5.04×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=42kg
(3)由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$可得:
Q放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{5.04×1{0}^{7}J}{70%}$=7.2×107J
由Q放=mq可得:
m3=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{7.2×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{7}J/kg}$=6kg.
答:(1)水吸收的热量是5.04×107J;
(2)这些能量相当于完全燃烧4.2kg干木柴放出的热量;
(3)干木柴的质量是6kg.

点评 本题考查了太阳能热水器使用、效率公式、吸热公式计算、燃料燃烧放热计算,通过做题使学生了解太阳能的优点,引导学生积极开发新能源.

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