Question

2．太阳能热水器和燃气热水器都是常见的热水器．现需将10kg、20℃的水加热到40℃，若用太阳能热水器加热，则水吸的热量是多少J？若用燃气热水器加热，不考虑能量转换过程中能量的损失，则需要完全燃烧多少m³的燃气？（水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），燃气的热值为4.2×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）知道水的质量、初温、末温，根据公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；不考虑能力转换过程中能量的损失，可求水吸收的太阳能；
（2）由题知，燃气完全燃烧放出的热量Q_放=Q_吸，再根据公式Q_放=Vq求出完全燃烧燃气的体积．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（40℃-20℃）
=8.4×10⁵J；
不考虑能力转换过程中能量的损失，水吸收了8.4×10⁵J太阳能；
（2）由题知，燃气完全燃烧放出的热量：
Q_放=Q_吸=8.4×10⁵J，
由Q_放=Vq得完全燃烧燃气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.02m³．
答：水吸的热量是8.4×10⁵J；需要完全燃烧0.02m³的燃气．

点评 本题考查了物体吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）、燃料完全燃烧放热公式Q_放=Vq的了解与掌握，注意条件：燃气完全燃烧放出的热量Q_放=Q_吸．