Question

13．太陽能熱水器在當今家庭中使用較普遍，某太陽能熱水器銘牌如下表所示，將該太陽能熱水器安裝在陽光充足的地方，并送滿水，能將水從20℃加熱到60℃．問：
（1）水吸收的熱為多少焦耳？
（2）這些熱如果用燒煤來獲得，煤燃燒放出的熱60%被水吸收，則需要完全燃燒多少千克煤？[煤的熱值為3×10⁷J/kg，水的比熱容為4.2×10³J/（kg℃）]

型號	JL-88
水 容 量/L	80
自身質量/kg	40

Answer 1

分析 （1）知道水的體積，利用m=ρV求水的質量，又知道水的初溫和末溫、比熱容，利用Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）由題知，60%Q_放=Q_吸，再利用Q_放=mq求需要燃燒煤的質量．

解答 解：
（1）水的體積V=80L=80dm³=0.08m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.08m³=80kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（60℃-20℃）=1.344×10⁷J；
（2）由題知，60%Q_放=Q_吸，
則Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{60%}$=$\frac{1.344×1{0}^{7}J}{60%}$=2.24×10⁷J，
由Q_放=mq可得需要完全燃燒煤的質量：
m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.24×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$≈0.75kg．
答：（1）水吸收的熱量為1.344×10⁷J；
（2）需要完全燃燒0.75kg煤．

點評 本題考查了學生對吸熱公式Q_吸=cm△t、燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq和效率公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$的了解與掌握，要求靈活運用相關公式．