Question

【题目】太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温升高到40 ℃.求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q.[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E.
（3）热水器的效率η.
（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？(煤气的热值q＝4.2×107 J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)

Answer 1

【答案】
（1）解：热水器中的水吸收的热量：

Q=Cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×100kg×（40℃﹣20℃）=8.4×106J；

答：热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；

（2）解：热水器5小时内接收到的太阳能：

E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J；

答：热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107J；

（3）解：热水器的效率：

η= ×100%= ×100%=40%；

答：热水器的效率为40%；

（4）解：煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q吸=8.4×106J，

由Q=mq可知完全燃烧煤气的质量：

m′= =0.2kg．

答：完全燃烧煤气的质量为0.2kg．

【解析】（1）根据Q=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能，求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能；
（3）根据η= 求出热水器的效率；
（4）煤气放出的热量等于水吸收的热量，根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量．
【考点精析】解答此题的关键在于理解热量的计算的相关知识，掌握热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放，以及对燃料的热值的理解，了解热值（q ）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是：焦耳/千克．燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm；（Q放 是热量，单位是：焦耳；q是燃烧值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克．