Question

13．太阳能热水器在当今家庭中使用较普遍，某太阳能热水器铭牌如下表所示，将该太阳能热水器安装在阳光充足的地方，并送满水，能将水从20℃加热到60℃．问：
（1）水吸收的热为多少焦耳？
（2）这些热如果用烧煤来获得，煤燃烧放出的热60%被水吸收，则需要完全燃烧多少千克煤？[煤的热值为3×10⁷J/kg，水的比热容为4.2×10³J/（kg℃）]

型号	JL-88
水 容 量/L	80
自身质量/kg	40

Answer 1

分析 （1）知道水的体积，利用m=ρV求水的质量，又知道水的初温和末温、比热容，利用Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）由题知，60%Q_放=Q_吸，再利用Q_放=mq求需要燃烧煤的质量．

解答 解：
（1）水的体积V=80L=80dm³=0.08m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.08m³=80kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（60℃-20℃）=1.344×10⁷J；
（2）由题知，60%Q_放=Q_吸，
则Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{60%}$=$\frac{1.344×1{0}^{7}J}{60%}$=2.24×10⁷J，
由Q_放=mq可得需要完全燃烧煤的质量：
m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.24×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$≈0.75kg．
答：（1）水吸收的热量为1.344×10⁷J；
（2）需要完全燃烧0.75kg煤．

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和效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$的了解与掌握，要求灵活运用相关公式．