Question

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接受4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到40℃．求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q；【水的比热容C=4.2×10³J/（kg•℃）】

（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；

（3）热水器的效率η；

（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×10⁷J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

Answer 1

       （1）根据Q=Cm（t﹣t₀）求出水吸收的热量；

（2）太阳能热水器每小时平均接受4.2×10⁶J的太阳能，求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能；

（3）根据η=求出热水器的效率；

（4）煤气放出的热量等于水吸收的热量，根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量．

解答：    解：（1）热水器中的水吸收的热量：

Q=Cm（t﹣t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）=8.4×10⁶J；

（2）热水器5小时内接收到的太阳能：

E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；

（3）热水器的效率：

η=×100%=×100%=40%；

（4）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q_放=Q=8.4×10⁶J，

由Q=mq可知完全燃烧煤气的质量：

m′===0.2kg．

答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×10⁶J；

（2）热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×10⁷J；

（3）热水器的效率为40%；

（4）完全燃烧煤气的质量为0.2kg．