Question

11．太阳能已在家庭中广泛应用，小明家新安装了一台容积为50L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃，则：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg]
（3）说说使用太阳能的好处．

Answer 1

分析 （1）根据密度公式求出水的质量，又知道水的比热容、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）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，即Q_吸=Q_放×20%，再利用Q_放=mq求需要完全燃烧多少焦炭（3）从环保、取之不尽等方面列举太阳能的优点

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁶J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放×20%=m′q×20%=4.2×10⁶J，
需要焦炭的质量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q×20%}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{3×1{0}^{7}J/kg×20%}$=0.7kg．
（3）太阳能优点有清洁无污染、可再生等．
答：（1）在这4h内水吸收了多少热量4.2×10⁶J；
（2）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0.7千克焦炭；
（3）太阳能优点有清洁无污染、可再生等．

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“Q_吸=Q_放×20%=m′q×20%”是本题的关键．