Question

8．某品牌太陽能熱水器的容積為100L，其裝滿水后在太陽光的照射下水溫從30℃升高到50℃，不計熱量的損失．
（1）求熱水器中的水吸收的熱量．[水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）要完全燃燒多少體積的煤氣可以產生相同的熱量？[煤氣的熱值q=4.0×10⁷J/m³]
（3）談談太陽能與煤氣相比有什么優缺點．

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用密度公式求水的質量，又知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）若不計熱量的散失，即Q_吸=Q_放，利用Q_放=Vq求需要完全燃燒的煤氣；
（3）太陽能熱水器，從節能、環保、安全等方面分析回答．

解答 解：（1）太陽能熱水器中水的質量：
m=ρV=10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（50℃-30℃）=8.4×10⁶J；
（2）由于不計熱量的散失，則Q_吸=Q_放，
由Q_放=qV可得，完全燃燒煤氣的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$═$\frac{8.4{×10}^{6}J}{4.0{×10}^{7}J{/m}^{3}}$=0.21m³；
（3）太陽能熱水器的優點：利用的是太陽能，可以節約能源，并且無污染；
缺點：受天氣情況的影響．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量是8.4×10⁶J；
（2）要完全燃燒0.21m³的煤氣可以產生相同的熱量；
（3）太陽能熱水器的優點：利用的是太陽能，可以節約能源，并且無污染；缺點：受天氣情況的影響．

點評 本題考查密度、熱量及效率公式的應用和計算，太陽能熱水器特點及能量轉化的了解與掌握，關鍵是公式的變形應用．