Question

3．一太阳能热水器内装有50kg、20℃的水，在太阳照射下水温升高到60℃，问水吸收的太阳能是多少？若这些能量由燃烧煤来获得，且煤完全燃烧时只有40%的能量被水吸收，需要多少千克的煤？（煤的热值是3×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）若煤完全燃烧时只有40%的能量被水吸收，即Q_吸=Q_放×40%，再利用Q_放=mq求需要完全燃烧多少煤．

解答 解：
（1）太阳能热水器中的水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放×40%
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{40%}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{40%}$=2.1×10⁷J，
由Q_放=m_煤q得需要煤的质量：
m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.7kg．
答：水吸收的太阳能是8.4×10⁶J；若这些能量由燃烧煤来获得，且煤完全燃烧时只有40%的能量被水吸收，需要0.7kg的煤．

点评 本题考查了学生对吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，利用好“Q_吸=Q_放×40%=mq×40%”是本题的关键．