Question

太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为500kg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40℃．则：
（1） 在这4 h内水吸收了多少热量?
（2） 若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭?
[水的比热容C_水=4.2×10³J／(kg·℃)、焦炭的热值q=3.0×10⁷J／kg]

Answer 1

4.2×10⁷J ，7 kg

知道水的质量、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，即Q_吸=Q_放×20%，再利用Q_放=mq求需要完全燃烧多少焦炭．
（1）    水吸收的热量：
（2）    Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×500kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁷J；
（3）    （2）由题知，Q_吸=Q_放×20%=m′q×20%=4.2×10⁷J，
（4）    需要焦炭的质量：
（5）    m′= Q_吸/ q×20%=4.2×10⁷J/3×10⁷J/kg×20%=7kg．