Question

18．小明家新安装了一台水箱能容纳500kg水的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg]
（1）求在这4h内水吸收的热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需燃烧多少千克的焦炭？

Answer 1

分析 （1）根据热量的计算公式Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）热效率指被加热物体吸收的热量与燃料完成燃烧放出的热量之比，η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$，结合Q_放=mq，从而可以计算出燃烧焦炭的质量．

解答 解：
（1）由题可知，4h阳光照射，使500kg的水从20℃升高到了40℃，
则水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×500kg×（40℃-20℃）=4.2×l0⁷J；
（2）根据公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$和Q_放=mq可得，需要焦炭的质量：
m_焦=$\frac{{Q}_{吸}}{qη}$=$\frac{{4.2×10}^{7}J}{{3.0×10}^{7}J/kg×20%}$=7kg．
答：（1）这4h内水吸收的热量4.2×l0⁷J；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，需燃烧7kg的焦炭．

点评 本题主要考查的是热量的计算及对热效率的一些认识．