Question

某同学家新安装了一台容积为500L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温有原来的20℃升高到40℃．则在这4h内水吸收的热量是多少？若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃）；q_焦炭=3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）根据密度公式的变形公式m=ρV求水的质量；再利用计算热量的公式Q=cm△t求水吸收的热量；
（2）明确炉子的效率的含义，再根据燃料燃烧放热的计算公式Q_放=mq的变形公式m=

Q放

q

求需要焦炭的质量．

解答：解：水的体积V=500L=0.5m³，
∵ρ=

m

V

，
∴水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.5m³=500kg；
水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×500kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁷J；
∵η=

Q吸

Q放

，
∴焦炭燃烧放出的热量为：
Q_放=

Q吸

η

=

4.2×107J

20%

=2.1×10⁸J；
又根据Q_放=mq；
故需要焦炭的质量为：
m=

Q放

q

=

2.1×108J

3.0×107J/kg

=7kg；
答：水吸收的热量为4.2×10⁷J；需要燃烧7kg的焦炭．

点评：熟练运用热量的计算公式，明确热值的概念；并将比热容和热值有机结合起来，是解答此题的关键．