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4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中100L，初温为20℃的水升高到40℃，求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q；[c水＝4.2×103J/（kg℃）]

（2）热水器的效率η；

（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（q煤气＝4.2×107J/kg，假设煤气燃烧的热量全部被水吸收）

Answer 1

【答案】（1）8.4×106J；（2）40%；（3）0.4kg。

【解析】

（1）水的质量：m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×100×10-3m3＝100kg，

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；

（2）热水器5小时内接收到的太阳能：E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J；

热水器的效率：η===40%；

（3）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q放=Q=8.4×106J，

需要燃烧煤气的质量：m′===0.4kg。

答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；

（2）热水器的效率为40%；

（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧0.4kg煤气。