Question

荣荣同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，其铭牌如表，求：
（1）若太阳能热水器贮满水，阳光照射一天后，水温从20℃升高到50℃时，则热水器内的水吸收了多少焦耳的能量？）
（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？（天然气的热值是8.4×10⁷J/㎏]
（3）用电辅助加热时，电加热器的额定电流和电阻分别是多少？

额定电压220V	容积100L
额定功率1650W	频率50HZ

Answer

（1）知道太阳能热水器的容积，利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，根据公式Q放=mq求出燃烧天然气的质量；
（3）由铭牌知道额定电压和额定功率，利用P=UI求热水器正常工作的电流，再利用公式I=求出其电阻．
已知：水的体积V=100L=0.1m3，水的比热c=4.2×103J/（㎏•℃），水的初温t=20℃，水的末温t=50℃，天然气的热值是q=8.4×107J/㎏，额定功率P=1650W，额定电压U=220V
求：（1）热水器内的水吸收的热量Q吸=？；（2）燃烧天然气的质量m′=？；（3）电加热器的额定电流I=？；电阻R=？
【解析】
（1）水的质量：
m=ρv=1.0×103㎏/m3×0.1m3=100㎏，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t）=4.2×103J/（㎏•℃）×100㎏×（50℃-20℃）=1.26×107J；
（2）天然气放出的热量：Q放=Q吸=1.26×107J，
∵Q放=mq，
∴燃烧天然气的质量：
m′===0.15kg；
（3））∵P=UI，P=P额，
∴热水器的额定电流：
I===7.5A；
∵I=，
∴热水器的电阻：
R==≈29.3Ω．
答：（1）热水器内的水吸收的热量为1.26×107J；
（2）燃烧天然气的质量为0.15kg；
（3）电加热器的额定电流为7.5A；电阻为29.3Ω．