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℃升高到了40℃．问：

（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，则需要燃烧多少千克焦炭？

（3）使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？（至少写出两点）[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）、焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg]．

Answer

（1）在这4h内水吸收了多少热量4.2×107J；

（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7千克焦炭；

（3）使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有清洁、无污染、安全、经济实惠等优点．

【解析】【解析】

（1）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×（40℃﹣20℃）=4.2×107J；

（3）由题知，Q吸=Q放×20%，

∴Q放===2.1×108J，

∵Q放=m碳q，

需要焦炭的质量：

m碳===7kg；

（3）太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，清洁、无污染、安全、经济实惠．

答：（1）在这4h内水吸收了多少热量4.2×107J；

（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7千克焦炭；

（3）使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有清洁、无污染、安全、经济实惠等优点．

考点：热平衡方程的应用．

专题：比热容、热机、热值．

分析：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；

从环保、节约能源（省钱）、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点．