Question

小聰家太陽能熱水器的容量為200L．有一天，小聰為了探究家里太陽能熱水器的節能效果，每隔1小時記錄裝滿水時太陽能熱水器的水溫，記錄數據如下表

時刻	8：00	9：00	10：00	11：00	12：00	13：00	14：00	15：00	16：00	17：00
溫度（℃）	36	38	41	45	49	55	58	60	61	61

（1）哪一小時太陽能熱水器的功率最大？答：______至______．
（2）太陽能熱水器通過______途徑改變了水的內能．從8：00至17：00，熱水器的水吸收的熱量是______J．若用電熱水器加熱同樣的水至少需要消耗電能______kW?h．[c_水=4.2×10³J/]．

Answer 1

【答案】分析：（1）由題意可知，太陽能熱水器的功率最大時，水吸收的熱量最多，根據Q=cm△t可知此時一小時內水溫變化應最大，分析表中數據，得出結論．
（2）改變物體內能的方法有做功和熱傳遞；根據m=ρV和Q=cm△t求出從8：00至17：00熱水器的水吸收的熱量；因電熱水器為純電阻電路，根據Q=W求出加熱同樣的水至少需要消耗電能．
解答：解：（1）太陽能熱水器的功率最大時，水吸收的熱量最多，根據Q=cm△t可知一小時內水溫變化最大；
由表格可知，當12：00到13：00時，水溫變化最大為6℃，故此時間段太陽能熱水器的功率最大．
（2）太陽能熱水器通過熱傳遞的途徑改變了水的內能；
當從8：00至17：00時，水溫的變化量：
△t=61℃-36℃=25℃，
熱水器的水吸收的熱量：
Q=cm△t=cρV△t=4.2×10³J/（kg?℃）×1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³×25℃=2.1×10⁷J；
因電熱水器為純電阻電路，
所以若用電熱水器加熱同樣的水至少需要消耗電能：
W=Q=2.1×10⁷J≈5.83KW?h．
故答案為：（1）12：00；13：00；
（2）熱傳遞；2.1×10⁷；5.83．
點評：本題考查了質量、吸熱、電功的計算和改變物體內能的方法，關鍵是知道太陽能熱水器的功率最大時，相同的時間內水的溫度變化最大．