Question

开发和利用新型、环保、清洁的能源是当今世界各国最为关心的课题之一．小明家新安装了一台容积为0.5m³的太阳能热水器，加满水后，经过阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃．问：
（1）太阳能热水器中的水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供．则需要燃烧多少焦炭？[水的比热容c_水=4.2×10³J/、焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg]．

Answer

（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，即Q吸=Q放×20%，再利用Q放=mq求需要完全燃烧多少焦炭．
【解析】
（1）太阳能热水器中的水质量：
m=ρv=1×103kg/m3×0.5m3=500kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×500kg×（40℃-20℃）=4.2×107J；
（2）由题知，Q吸=Q放×20%=m′q×20%=4.2×107J，
需要焦炭的质量：
m′===7kg．
答：（1）太阳能热水器中的水吸收了4.2×107J的热量；
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供．则需要燃烧7kg焦炭．