Question

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4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到50℃．则：
（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要完全燃烧多少焦炭？[水的比热容 C_水=4.2×10³J/、焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg]．

Answer

知道热水器的容积（装满水后水的体积），利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，Q吸=Q放×20%，再利用Q放=mq求需要焦炭的质量．
【解析】

水的质量：
m=ρV=1×103kg/m3×0.5m3=500kg，
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×500kg×（50℃-20℃）=6.3×107J；
由题知，Q吸=Q放×20%，
∴Q放===3.15×108J，
∵Q放=m碳q，
需要焦炭的质量：
m碳===10.5kg．
答：（1）在这4h内水吸收了多少热量6.3×107J；
（2）需要完全燃烧10.5kg焦炭．