Question

某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg?℃）．试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量；
（2）如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）

Answer 1

解：
（1）Q_吸=C_水m（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（50℃-10℃）
=8.4×10⁶J．
（2）η===30%；
（3）∵Q_放=mq，
∴m_煤===0.8kg．
答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4×10⁶J；
（2）如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则该热水器的效率是30%；
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧0.8千克煤．
分析：（1）已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式Q_吸=Cm（t-t₀）计算水吸收的热量（有用能量）；
（2）又热水器接收到太阳辐射的热量，利用效率公式求该热水器的效率；
（3）知道煤燃烧放出的热量，利用Q_放=mq求需完全燃烧煤的质量．
点评：本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．