Question

小紅同學家的一臺太陽能熱水器安裝在樓頂上，熱水器的水箱離地面高12m．現需要將初溫為10℃、質量為80kg的水加熱到60℃，g取10N/kg，c_水=4.2×10³J/（kg?℃），則：
（1）這些水需要吸收多少熱量？
（2）這些熱量如果用燃燒煤來獲取，則至少需要多少千克煤？（煤的熱值是2． 9×10⁷J/kg）
（3）把這些水從地面輸送到熱水器的水箱中，至少需對水做多少功？
（4）太陽能熱水器是將太陽能轉化為內能的裝置．請說出一個太陽能的優點．

Answer 1

分析：（1）已知水的質量、溫度的變化量、比熱容、求水吸收的熱量，利用熱量的計算公式Q=cm△t計算；
（2）已知熱量、熱值，求質量，利用熱量公式Q=qm變形式計算質量；
（3）已知水的質量、高度求做的功，利用功的公式W=mgh計算做的功；
（4）太陽的優點很多，如太陽能作為一種新能源，它與常規能源相比有三大特點：
第一：它是人類可以利用的最豐富的能源．取之不盡，用之不竭．
第二：地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發利用，不存在運輸問題，
尤其對交通不發達的農村、海島和邊遠地區更具有利用的價值．
第三：太陽能是一種潔凈的能源．在開發利用時，不會產生廢渣、廢水、廢氣、也沒有噪音，
更不會影響生態平衡．絕對不會造成污染和公害．
說法只要合理即可．

解答：解：（1）水吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×80kg×50℃=1.68×10⁷J；
（2）煤的質量m=

Q

q

=

Q吸

q

=

1.68×107J

2. 9×107J/kg

=0.58kg；
（3）對水做的功W=mgh=80kg×10N/kg×12m=9600J；
（4）節能環保，清潔無污染．
答：（1）這些水需要吸收1.68×10⁷J的熱量；
（2）至少需要0.58千克的煤；
（3）把這些水從地面輸送到熱水器的水箱中，至少需對水做9600J的功；
（4）太陽能的優點：節能環保，清潔無污染．

點評：本題考查了熱量公式、功的公式的運用和計算能力．要求學生要熟練掌握這些物理知識解決實際問題．