Question

太陽能熱水器以其安全且無污染在人們生活中得到廣泛使用．小明家太陽能熱水器的效率是50%，太陽能熱水器里面裝有質量為100kg的水，當這個熱水器接受了4.2×10⁷J的太陽能時：
（1）這些水的溫度升高多少℃？
（2）熱水器所接受的這些太陽能，相當于完全燃燒多少kg煤所放出的熱量．
[C_水=4.2×l0³J/（kg?℃）、q_煤=3.0×10⁷J/kg]．

Answer 1

分析：（1）知道太陽能熱水器的效率、熱水器接受的太陽能，可求水吸收的熱量，知道水的質量、水的比熱容，利用吸熱公式計算水的末溫；
（2）知道熱水器所接受的太陽能，Q_放=Q_吸，利用Q_放=mq計算需要完全燃燒多少煤．

解答：已知：太陽能熱水器的效率η=50%，水的質量m=100kg，熱水器接受的太陽能Q=4.2×10⁷J，水的比熱c=4.2×l0³J/（kg?℃），煤的熱值q=3.0×10⁷J/kg
求：（1）水升高的溫度△t=？；（2）煤的質量m′=？
解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=50%Q=4.2×10⁷J×50%=2.1×10⁷J，
∵Q_吸=cm△t，
∴水升高的溫度：
△t=

Q吸

cm

=

2.1×107J

100kg×4.2×103J/(kg?℃)

=50℃；
（2）熱水器所接受的這些太陽能，Q=4.2×10⁷J，
∵Q_放=mq=Q，
∴完全燃燒煤的質量：
m′=

Q放

q

=

4.2×107J

3×107J/kg

=1.4kg．
答：（1）這些水的溫度升高50℃；    
（2）熱水器所接受的這些太陽能，相當于完全燃燒1.4kg煤所放出的熱量．

點評：本題考查了太陽能熱水器使用、吸熱公式計算、燃料燃燒放熱計算，雖知識點多，但條件已給出，難度不大．