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50℃．则：
（1）在这4h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，则需要完全燃烧多少焦炭？[水的比热容 C_水=4.2×10³J/、焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg]．

Answer 1

【答案】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．
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×（50℃-20℃）=6.3×10⁷J；
由题知，Q_吸=Q_放×20%，
∴Q_放===3.15×10⁸J，
∵Q_放=m_碳q，
需要焦炭的质量：
m_碳===10.5kg．
答：（1）在这4h内水吸收了多少热量6.3×10⁷J；
（2）需要完全燃烧10.5kg焦炭．
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．