Question

2．上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”．为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活．下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息：

太阳照射时间/h	太阳能转换为水的内能的效率	热水器最大储水量/kg
10	50%	100
水升高的温度/℃	水的比热容/[J•（kg•℃）-1]	水的密度/（kg•m-3）
60	4200	1000

请根据上表信息，通过计算
（1）热水器中的水需吸收多少热量？
（2）据表可知，此太阳能热水器工作时，将接收的太阳能转化为内能的效率为50%．请根据有关数据，计算热水器平均每小时所接收的太阳能约为多少焦耳？

Answer 1

分析 （1）利用热量的计算公式Q_吸=cm△t求出水需吸收的热量；
（2）利用太阳能转换为水的内能的效率求出太阳能热水器接收的总热量，再除以10h即为平均1h所接收的太阳能．

解答 解：（1）热水器中的水吸收的内能：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×60℃=2.52×10⁷J；
（2）据表可知，此太阳能热水器工作时，将接收的太阳能转化为内能的效率为50%；
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{太阳能}}$×100%可得，热水器接收的总太阳能：
Q_太阳能=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{50%}$=5.04×10⁷J，
平均1h所接收的太阳能：
E=$\frac{{Q}_{太阳能}}{t}$=$\frac{5.04×1{0}^{7}J}{10h}$=5.04×10⁶J/h．
答：（1）热水器中的水需吸收的热量为2.52×10⁷J；
（2）接收的太阳能转化为内能的效率为50%；热水器平均1h所接收的太阳能约为5.04×10⁶J．

点评 本题考查了密度公式、吸热公式和能量转化效率的相关计算，综合性较强，关键是根据表格得出有用的信息，同时在计算过程中要注意单位的换算．