Question

小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，热水器的水箱离地面高12m．现需要将初温为10℃、质量为80kg的水加热到60℃，g取10N/kg，c_水=4.2×10³J/（kg?℃），则：
（1）把这些水从地面输送到热水器的水箱中，至少需对水做多少功？
（2）这些水需要吸收多少热量？
（3）若这些热量由额定功率为1000W的电热水器提供，至少需要加热多长时间？

Answer 1

分析：（1）已知水的质量、高度求做的功，利用功的公式W=mgh计算做的功；
（2）已知水的质量、温度的变化量、比热容、求水吸收的热量，利用热量的计算公式Q=cm△t计算；
（3）已知热量、功率，利用公式W=Pt变形式计算即可．

解答：解：（1）对水做的功W=Gh=mgh=80kg×10N/kg×12m=9600J；
（2）水吸收的热量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×80kg×50℃=1.68×10⁷J；
（3）∵W=Pt，
∴t=

W

P

=

Q

P

=

1.68×107J

1000W

=1.68×10⁴s．
答：（1）至少需对水做9600J的功；
（2）这些水需要吸收1.68×10⁷J的热量；
（3）至少需要加热1.68×10⁴s．

点评：本题考查了热量公式、功和功率的公式的运用和计算能力．要求学生要熟练掌握这些物理知识解决实际问题．