Question

1．太阳能热水器深受广大用户的青睐，某太阳能热水器内盛有100kg，25℃的水，在阳光的照射下，水温升高55℃，则：
（1）水所吸收的热量是多少？[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若水吸收的热量由焦炭燃烧来提供，假设焦炭燃烧的热量全部被水吸收，燃烧多少千克的焦炭？[q=3.0×10⁷J/kg]（3）若阴天没有太阳，只能用电加热的方式使水温升高，电热器的功率为2KW，没有能量损失，至少要加热多长时间？
（4）太阳能热水器的优点和缺点各写一个？

Answer 1

分析 （1）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．
（2）若这些热量由燃烧焦炭来提供，即Q_吸=Q_放，再利用Q_放=mq求需要完全燃烧多少焦炭．
（3）由Q=W=Pt计算电热器的加热时间．
（4）太阳能的特点是太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染；但把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．

解答 解：
（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×55℃
=2.31×10⁷J；
（2）焦炭燃烧的热量全部被水吸收，燃烧焦炭需放出热量：Q_吸=Q_放=2.31×10⁷J，
由Q_放=mq得，需要焦炭的质量：
m_炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.31×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.77kg；
（3）没有能量损失，电加热器产生热量：Q=Q_放=2.31×10⁷J，
由Q=W=Pt可得，电热器的加热时间：
t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{2.31×1{0}^{7}J}{2000W}$=11550s；
（4）使用太阳能的优点：节约能源无污染，
缺点：把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．
答：（1）水所吸收的热量是1.26×10⁷J；
（2）燃烧0.77kg的焦炭；
（3）只用电加热的方式使水温升高，没有能量损失，至少要加热11550s；
（4）优点：节约能源无污染；缺点：把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．

点评 本题考查了学生对吸热、热值、电热公式的掌握和运用，计算时注意温度升高了（△t）与升高到（末温）的区别．本题涉及到的知识点多、综合性强，与实际生活相联系，使学生认识到学了物理有用，属于中考常见题型．