Question

4．一种太阳能热水器，装有160L的水，在太阳辐射下，水温由15℃升高到65℃．水箱中的水吸收的热量3.36×10⁷J（不计热量损失），如果水吸收的热量由效率为40%的煤气灶提供，则需燃烧2.1kg煤气．（c_水=4.2×10³J/（kg•℃），煤气的热值约为 q=4.0×10⁷J/kg}．

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40%的煤气灶提供，即Q_吸=Q_放×40%，再利用Q_放=mq求需要完全燃烧多少煤气．

解答 解：
（1）水的体积V=160L=160dm³=0.16m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.16m³=160kg，
水箱中的水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×160kg×（65℃-15℃）=3.36×10⁷J；
（2）由题知，Q_吸=Q_放×40%=m′q×40%=3.36×10⁷J，
需要煤气的质量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q×40%}$=$\frac{3.36×{10}^{7}J}{4.0×{10}^{7}J/{m}^{3}×40%}$=2.1kg．
故答案为：3.36×10⁷J；2.1kg．

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×40%”是本题的关键．