Question

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℃．则在这4h内水吸收

4.2×10⁷ J

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

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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]与其它形式的能量相比，太阳能具有优点

太阳能无污染，节约能源（省钱）

．（写出两点即可）

Answer 1

分析：知道热水器的容积（装满水后水的体积），利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
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；
太阳能是一种既无污染、又取之不尽的能源．

解答：解：
水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.5m³=500kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×500kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁷J；
由题知，Q_吸=Q_放×20%，
∴Q_放=

Q吸

20%

=

4.2×107J

20%

=2.1×10⁸J，
∵Q_放=m_碳q，
需要焦炭的质量：
m_碳=

Q碳

q

=

2.1×108J

3×107J/kg

=7kg；
太阳能无污染，节约能源（省钱）
故答案为：4.2×10⁷J；7kg；太阳能无污染，节约能源（省钱）．

点评：本题考查了学生对密度公式、吸热公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q_放=mq的掌握和运用，利用好条件“若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供”得出Q_吸=Q_放×20%是本题的关键．