Question

某同學家新安裝了一臺容積為500L的太陽能熱水器，加滿水后，經過4h陽光的照射，水溫有原來的20℃升高到40℃．則在這4h內水吸收的熱量是多少？若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供，則需要燃燒多少千克焦炭？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃）；q_焦炭=3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）根據密度公式的變形公式m=ρV求水的質量；再利用計算熱量的公式Q=cm△t求水吸收的熱量；
（2）明確爐子的效率的含義，再根據燃料燃燒放熱的計算公式Q_放=mq的變形公式m=

Q放

q

求需要焦炭的質量．

解答：解：水的體積V=500L=0.5m³，
∵ρ=

m

V

，
∴水的質量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.5m³=500kg；
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×500kg×（40℃-20℃）=4.2×10⁷J；
∵η=

Q吸

Q放

，
∴焦炭燃燒放出的熱量為：
Q_放=

Q吸

η

=

4.2×107J

20%

=2.1×10⁸J；
又根據Q_放=mq；
故需要焦炭的質量為：
m=

Q放

q

=

2.1×108J

3.0×107J/kg

=7kg；
答：水吸收的熱量為4.2×10⁷J；需要燃燒7kg的焦炭．

點評：熟練運用熱量的計算公式，明確熱值的概念；并將比熱容和熱值有機結合起來，是解答此題的關鍵．