Question

10．某太阳能热水器中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．试求
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×l0⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量（有用能量）；
（2）又热水器接收到太阳辐射的热量，利用效率公式求该热水器的效率；
（3）知道煤燃烧放出的热量，利用Q_放=mq求需完全燃烧煤的质量．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-10℃）=8.4×10⁶J；
（2）该热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%；
（3）由Q_放=mq可得，完全燃烧煤的质量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.8×1{9}^{7}J}{3.5×1{0}^{7}J/kg}$=0.8kg．
答：（1）该热水器中的水吸收的热量是8.4×10⁶J；
（2）这段时间该热水器的效率是30%；
（3）需完全燃烧0.8kg煤．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．