Question

小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：
（1）水箱里水的质量
（2）水吸收的热量；【C_水=4.2×10³J/（kg?℃）】
（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气？（煤气的热值为q=4.2×10⁷J/kg）
（4）请你谈谈使用太阳能的优点（只要说出一点即可）

Answer 1

分析：（1）根据ρ=

m

V

求出水的质量；
（2）根据Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（3）根据题意求出煤气燃烧放出的热量，根据Q=mq求出燃烧煤气的质量；
（4）从环境保护方面谈一下使用太阳能的优点．

解答：解：（1）水的体积V=200L=0.2m³，
∵ρ=

m

V

∴水箱里水的质量：
m_水=ρV=1.0×10³kg/m³×0.2m³=200kg；        
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg．℃）×200kg×（45℃-20℃）=2.1×10⁷J；
（3）∵Q_吸=ηQ_放
∴燃烧煤气放出的热量：
Q_放=

Q吸

η

=

2.1×107J

40%

=5.25×10⁷J，
∵Q=mq
∴燃烧煤气的质量：
m_煤=

Q放

q

=

5.25×107J

4.2×107J/kg

=1.25kg；    
（4）使用太阳能的优点：清洁、无污染等．
答：（1）水箱里水的质量为200kg；
（2）水吸收的热量为2.1×10⁷J；
（3）需要燃烧煤气的质量为1.25kg；
（4）使用太阳能的优点：清洁、无污染等．

点评：此题主要考查的是学生对质量、热量、效率、热值计算公式的理解和掌握，综合性较强，难度不大．