Question

小明家住在七樓上，為了生活方便安裝了一臺燃氣輔助式的太陽能熱水器．某天由于天氣變化，傍晚時熱水器的水溫只有30℃，要達到合適的水溫，小明家采用了燃氣輔助加熱．
（1）若把質量100kg的水加熱到60℃，需要燃燒多少m³的燃氣？（不計熱損失；燃氣的熱值為q=8.0×10⁷J/m³）
（2）太陽能熱水器使水獲得內能過程中的能量是如何轉化？
（3）利用燃氣輔助加熱水而獲得內能時，能量是如何轉化的？
（4）據此題，太陽能熱水器與燃氣熱水器相比較，簡要說明太陽能熱水器的優點與不足之處有哪些？（優點和不足至少各列舉1點）

Answer 1

（1）Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（60℃-30℃）=1.26×10⁷J
因為：Q放=Q_吸=1.26×10⁷J
所以，由Q_放=V_燃氣q可得：
V=

Q放

q

=

1.26×107J

8.0×107J/m3

=0.1575m³
（2）太陽能熱水器使水獲得內能過程中消耗了太陽能而獲得水的內能．
（3）利用燃氣輔助加熱水而獲得內能時首先燃氣的化學能轉化為燃氣的內能，然后燃氣的內能轉化為水的內能．
（4）太陽能的優點例如：取之不盡，用之不竭；清潔無污染等．
太陽能的缺點：受天氣影響大；在室外安裝，受外部條件影響大．
答：（1）需要燃燒0.1575m³的燃氣．
（2）太陽能熱水器使水獲得內能過程中太陽能轉化為水的內能．
（3）利用燃氣輔助加熱水而獲得內能時，首先燃氣的化學能轉化為燃氣的內能，然后燃氣的內能轉化為水的內能．
（4）太陽能的優點例如：取之不盡，用之不竭；清潔無污染等．太陽能的缺點：受天氣影響大；在室外安裝，受外部條件影響大．