Question

19．太陽能熱水器由于節能環保，被很快普及到家庭熱水、取暖領域．某太陽能熱水器的水箱內裝有30kg的水，太陽能熱水器吸收1.4×10⁷J太陽能后，使水溫從20℃升高到70℃．（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃），天然氣的熱值是4.0×10⁷J/m³）試求：
（1）水吸收的熱量為多少？
（2）水吸收的熱量相當于完全燃燒多少m³的天然氣？
（3）太陽能熱水器此時的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知水的比熱容、質量、初溫度和末溫度，可以得到水吸收的熱量；
（2）已知水吸收的熱量和焦炭的熱值，可以得到完全燃燒的焦炭質量；
（3）已知水吸收的熱量和獲取的太陽能，兩者之比是此熱水器的效率．

解答 解：解：
（1）水吸收的熱量：Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³ J/（kg•℃）×30 kg×50℃=6.3×10⁶ J；
（2）因為Q=mq，所以需要完全燃燒的焦炭質量：m_焦炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}=\frac{6.3×1{0}^{6}J}{4.0×1{0}^{7}J/kg}=0.1575{m}^{3}$；
（3）太陽能熱水器的效率：η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}=\frac{6.3×1{0}^{6}J}{1.4×1{0}^{7}J}$×100%=45%．
答：（1）水從太陽能熱水器中吸收了6.3×10⁶J熱量；（2）水吸收的熱量相當于完全燃燒0.1575m³的天然氣；（3）太陽能熱水器此時的效率是45%．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、效率公式及燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，雖具有一定的綜合性，但總體難度不大；通過做題使學生了解太陽能的優點，引導學生積極開發利用新能源，具有一定的現實意義！