Question

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg?℃）．试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？

（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？

（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）．

（4）说说使用太阳能热水器的一个优点．

Answer

（1）该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；

（2）这段时间该热水器的效率是30%；

（3）需完全燃烧0.8kg煤；

（4）使用太阳能热水器的一个优点是节能．

【解析】

试题分析：（1）已知水的质量、水的初温末温，利用吸热公式Q吸=Cm（t﹣t0）计算水吸收的热量（有用能量）；

（2）又热水器接收到太阳辐射的热量，利用效率公式求该热水器的效率；

（3）知道煤燃烧放出的热量，利用Q放=mq求需完全燃烧煤的质量．

（4）从节能环保的角度来分析此题．

已知：水的质量m=50kg，初温t0=10℃，末温t=50℃，水的比热容是c=4.2×103J/（kg?℃），热水器接收到太阳辐射的热量是Q总=2.8×107J，煤完全燃烧放出的热量Q放=2.8×107J，煤的热值约为q=3.5×107J/kg

求：（1）水吸收的热量Q吸=？；（2）该热水器的效率η=？；（3）完全燃烧煤的质量m′=？

【解析】
（1）水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（50℃﹣10℃）

=8.4×106J；

（2）该热水器的效率：

η===30%；

（3））∵Q放=mq，

∴完全燃烧煤的质量：

m′===0.8kg．

（4）使用太阳能热水器的优点是：节能、环保、经济、方便等．

答：（1）该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；

（2）这段时间该热水器的效率是30%；

（3）需完全燃烧0.8kg煤；

（4）使用太阳能热水器的一个优点是节能．

考点：热平衡方程的应用．