Question

小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：
（1）水吸收的热量；______
（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少煤气？（煤气的热值为q=4.2×10⁷J/kg）
（3）请你谈谈使用太阳能的优点（只要说出一点即可）

Answer

（1）先根据水箱的容积和水的密度利用密度公式计算水的质量；已知水的比热容、温度的变化量，利用热量的计算公式计算吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量的40%和水吸收的热量相等，然后根据Q放=mq求需要燃烧煤气的质量；
（3）太阳能的特点是太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染．
【解析】
（1）热水器水箱送满水时，水的体积：
V=200L=0.2m3，
∵ρ=，
∴水的质量：
m=ρv=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg；
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（45℃-20℃）=2.1×107J；
（2）∵煤气灶的效率为40%，
∴煤气完全燃烧放出的热量：
Q放===5.25×107J；
∵Q=mq，
∴需要燃烧煤气的最小质量：
m′===1.25kg；
（3）优点：节约能源、无污染．
答：（1）水吸收的热量为2.1×107J；
（2）需要燃烧1.25kg的煤气；
（3）优点：节约能源无污染．