Question

（2013?苏州）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

分析：（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=

Q吸

E

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=

Q

E

×100%=

8.4×106J

2.1×107J

×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，
∵Q=mq
∴完全燃烧煤气的质量：
m′=

Q放

q

=

8.4×106J

4.2×107J/kg

=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．

点评：此题主要考查的是学生对热量计算公式、热值计算公式、效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．