Question

【题目】小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．问：在这4h内水吸收了多少热量？若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？[水的比热容c水=4.2×103J/（kg℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]．

Answer 1

【答案】解：（1）由ρ= 得水的质量为：
m=ρV=1×103kg/m3×0.5m3=500kg；
则水吸收的热量为：
Q吸=c水m（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×500kg×（40℃﹣20℃）=4.2×107J．（2）由题知，Q吸=Q放×20%，
∴Q放= = =2.1×108J，
∵Q放=m碳q，
需要焦炭的质量：
m碳= = =7kg．
答：这4h内水吸收了的热量是2.1×108J，若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧7千克焦炭．
【解析】（1）知道太阳能热水器的容积，可利用公式m=ρV计算出水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，可利用热量公式Q吸=cm（t﹣t0）计算出水吸收的热量．（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，Q吸=Q放×20%，再利用Q放=mq求需要焦炭的质量．