Question

16．太阳能处处可以利用，并且清洁无污染，是一种理想的能源，某太阳能热水器内盛有初温15℃，质量60kg的水，在阳光照射下，水的温度升高到40℃．
求：①水吸收了多少热量？
②如果这些热量由焦炭完全燃烧供给，但焦炭完全燃烧放出的热只有40%被水吸收，需要完全燃烧多少质量的焦炭？（已知焦炭的热值为3.0×10⁷J/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）根据效率公式计算焦炭需放出的热量，再利用Q_放=mq求需要完全燃烧多少焦炭．

解答 解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×60kg×（40℃-15℃）=6.3×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得焦炭燃烧需放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{6.3×1{0}^{6}J}{40%}$=1.575×10⁷J，
需要焦炭的质量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.575×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.525kg．
答：（1）水吸收了6.3×10⁶J的热量；
（2）若这些热量由燃烧焦炭来提供．则需要燃烧0.525kg焦炭．

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，利用好效率公式是本题的关键．