Question

小明利用周末对家里刚安装好的太阳能热水器进行了一次观察活动：早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃，已知水箱容积是200L．求：
（1）水箱中水的质量和水吸收的热量．[水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的热效率为40%，则至少需要燃烧多少煤气？（煤气的热值为q=4.2×10⁷J/kg）

Answer 1

（1）水的质量：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（45℃-20℃）
=2.1×10⁷J；
（2）∵Q_吸=m′q×40%
∴m′=

Q吸

q×40%

=

2.1×107J

4.2×107J/kg ×40%

=1.25kg．
答：（1）水箱中水的质量为200kg，水吸收的热量为2.1×10⁷J；
（2）至少需要燃烧1.25kg煤气．