Question

2．太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置．利用太阳能热水器将100kg的水从20℃加热至50℃，这些水至少要吸收多少太阳能？相当于完全燃烧多少立方米天然气放出的热量？（天然气的热值为8×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）根据公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）天然气放出的热量等于水吸收的热量，根据Q_放=qV求出完全燃烧天然气的体积．

解答 已知：水的质量m=100kg，初温t₀=20℃，末温t=50℃，c=4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值为q=8.0×10⁷J/m³
求：（1）水吸收的热量Q_吸=？；（2）燃烧天然气的体积V=？
解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（50℃-20℃）=1.26×10⁷J；
（2）天然气放出的热量等于水吸收的热量，即Q_放=Q_吸=1.26×10⁷J，
由Q_放=qV得燃烧天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{8×1{0}^{7}J/kg}$=0.1575m³．
答：这些水至少要吸收1.26×10⁷J太阳能；相当于燃烧天然气的体积为0.1575m³．

点评 本题考查了太阳能热水器使用、吸热计算、燃料燃烧放热计算，虽知识点多，但条件已给出，难度不大．