Question

3．某太陽能熱水器，向其中注入50L的水，陽光照射一段時間后，水溫從10℃升高40℃．水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），密度是1.0×10³kg/m³，試求：
（1）熱水器中水的質量是多少？
（2）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？如果這段時間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×10⁷J，則這段時間該熱水器的效率是多少？
（3）請你說說太陽能熱水器有哪些優點和不足．（各說一點就可以）

Answer 1

分析 （1）已知熱水器中水的體積，根據ρ=$\frac{m}{V}$計算水的質量；
（2）已知水的質量、水升高的溫度，利用吸熱公式Q_吸=cm△t計算水吸收的熱量（有用能量）；
又知道熱水器接收到太陽輻射的熱量（總能量），利用效率公式求該熱水器的效率．
（3）太陽能熱水器的優點有：環保、節能、經濟、安全；缺點：受天氣、季節的影響．

解答 解：
（1）熱水器中水的體積：V=50L=50dm³=0.05m³；
根據ρ=$\frac{m}{V}$可得，熱水器中水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.05m³=50kg．
（2）水溫從10℃升高40℃，則△t=40℃；
水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×40℃=8.4×10⁶J．
這段時間該熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%．
（3）太陽能熱水器的優點有：環保、節能、經濟、安全；缺點：受天氣、季節的影響．
答：（1）熱水器中水的質量是50kg；
（2）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×l0⁶J，該熱水器的效率是30%；
（3）太陽能熱水器的優點：環保、節能、經濟、安全；缺點：受天氣、季節的影響．

點評 本題主要考查了密度公式、吸熱公式的運用，以及熱效率的計算，比較基礎．