Question

为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活中．现有一种太阳能、电能两用热水器，晴天时，它用太阳能加热，能将接收的部分太阳能转换为水的内能，如果遇到雨天，可以用电加热．其名牌见下表：[ρ_水=1.0×10³kg∕m³，C_水=4.2×10³J/（kg．℃）]
（1）该热水器最多能装多少千克的水？
（2）当太阳能热水器注满水时，如果在某一时间内水温从20℃上升到60℃，水吸收的热量是多少？
（3）若在水温从20℃上升到60℃的这段时间，获得的太阳能是5.25×10 ⁷J，则该太阳能的效率是多少？
（4）当用电加热时，热水器在额定电压下工作，将上述同样质量的水升高相同的温度，需要多长时间？（假定所消耗的电能全部被水吸收）

型号	EWH-80B
额定功率	1500W
额定电压	220V
容量	125L（0.125m^3）
外型尺寸	842mm×463mm×415mm

Answer

（1）已知水的密度和体积，利用ρ=可求得热水器里面水的质量；
（2）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-t）求水吸收的热量；
（3）若知道获得的太阳能，则水吸收的热量与获得的太阳能的比值就是该太阳能的效率；
（4）正常工作时热水器的功率和额定功率相等，根据Q=W=Pt求出同样质量、初温的水加热到同样的温度需的时间．
【解析】
（1）∵ρ=，V=125L=0.125m3，
∴水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.125m3=125kg；
（2）∵Q吸=c水m（t-t），
∴水吸收的热量Q吸=c水m（t-t）=4.2×103J/（kg．℃）]×125kg×（60℃-20℃）=2.1×107J；
（3）若获得的太阳能是5.25×10 7J，
则该太阳能的效率η===40%，
（4）当用电加热时，热水器在额定电压下工作，则P=1500W，
∵P=，
∴同样质量、初温的水加热到同样的温度需的时间：
t===14000s=3h53min20s．
答：（1）该热水器最多能装125千克的水；
（2）水吸收的热量是=2.1×107J；
（3）该太阳能的效率是40%；
（4）需要3h53min20s．