Question

2．某太陽能熱水器的水箱內裝有50L水，太陽光照射一段時間后，水溫從20℃升高到60℃．水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），焦炭的熱值是3.0×10⁷J/kg．求：
（1）水箱中水的質量是多少？
（2）水吸收的熱量是多少？
（3）這些熱量相當于完全燃燒多少千克的焦炭？

Answer 1

分析 （1）已知水的體積，依據m=ρV求解；
（2）已知水的比熱容、質量和溫度變化，可利用公式Q=Cm△t計算水吸收熱量．
（3）已知焦炭的熱值和熱量，可利用公式m=$\frac{Q}{q}$計算質量．

解答 解：（1）根據題意，水的體積V_水=50L=5×10^-2m³；
水箱中水的質量m_水=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×5×10^-2m³=50kg．
（2）根據熱量的計算公式Q=cm△t可得：
水吸收的質量Q_吸=c_水m_水（t-t_o）=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（3）由題意可知，焦炭完全燃燒放出的熱量等于水吸收的熱量，Q_放=Q_吸，結合公式m=$\frac{Q}{q}$可得：
m_焦=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{焦}}$=$\frac{{8.4×10}^{6}J}{{3.0×10}^{7}J/kg}$=0.28kg．
答：（1）水箱中水的質量是50kg；
（2）水吸收的熱量是8.4×10⁶J；
（3）這些熱量相當于完全燃燒0.28kg的焦炭．

點評 本題考查學生對熱量公式Q=Cm△t的掌握和運用，以及利用燃料燃燒放出熱量的變形公式m=$\frac{Q}{q}$來計算燃料的質量．