Question

20．太阳能热水器、电热水器、燃气热水器是常见的三种热水器，现需将10kg、20℃的水加热到40℃，不考虑能量转换过程中能量的损失，求：
（1）若用太阳能热水器加热，则水吸收了多少J太阳能．
（2）若用额定功率为1000W的电热水器正常加热，则需要几分钟．
（3）若用燃气热水器加热，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）由热量公式计算水吸收的热量，即水吸收的太阳能；
（2）由Q=W=Pt计算电热水器正常加热的时间；
（3）由Q=Vq计算燃气体积．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁵J，
即水吸收的太阳为8.4×10⁵J；
（2）用电热水器加热时W=Q，
由P=$\frac{W}{t}$可得，加热时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{1000W}$=840s=14min；
（3）由Q=Vq可得，需要燃气的体积：
V=$\frac{Q}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{5}J}{4.2×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.02m³．
答：（1）若用太阳能热水器加热，则水吸收了8.4×10⁵J太阳能．
（2）若用额定功率为1000W的电热水器正常加热，则需要14min．
（3）若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧0.02m³的燃气．

点评 本题考查了热量计算公式、电功计算公式及热值计算公式的应用，熟练运用公式即可解题．