Question

15．某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射-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是多少？
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m³的天然气；（天然气的热值为8.4×l0⁷J/m³，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）你认为可能是什么因素影响了太阳能热水器的效率？

Answer 1

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；
（2）知道煤燃烧放出的热量，利用Q_放=Vq求需完全燃烧煤的质量；
（3）从水箱的保温效果、吸热管的接收面积和材料性能等方向进行解答．

解答 解：
（1）已知水的质量m=50kg，从10℃升高到50℃，所以水吸收的热量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-10℃）=8.4×10⁶J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收，即Q_放=Q_吸=Vq，
所以需要完全燃烧的天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.1m³；
（3）影响太阳能热水器效率的因素有：水箱的保温效果，吸热管的接收面的大小，吸热管材料的性能等．
答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×10⁶J；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.1m³的天然气；
（3）水箱的保温效果，吸热管的接收面的大小，吸热管材料的性能等．

点评 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式，计算时注意温度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末温）的区别．