Question

15．如圖是某太陽能熱水器，向其中注入50kg的水，陽光照射一段時(shí)間后，水溫從10℃升高到50℃，水的比熱容是4.2×10³J/（kg•℃），試求：
（1）與其它形式的能量相比，太陽能具有哪些優(yōu)點(diǎn)？（寫出兩點(diǎn)即可）
（2）這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？
（3）如果這段時(shí)間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×10⁷J，則這段時(shí)間該熱水器的效率是多少？
（4）若用煤燃燒來提供2.8×10⁷J的熱量，需完全燃燒多少千克煤？（煤的熱值約為3.5×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）從節(jié)能、環(huán)保的角度分析答題．
（2）已知水的質(zhì)量、水的初溫末溫，利用吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）計(jì)算水吸收的熱量（有用能量）；
（3）又熱水器接收到太陽輻射的熱量，利用效率公式求該熱水器的效率；
（4）知道煤燃燒放出的熱量，利用Q_放=mq求需完全燃燒煤的質(zhì)量．

解答 解：（1）太陽能優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、方便等．
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-10℃）
=8.4×10⁶J；
（3）該熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{總}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%；
（4）由Q_放=mq可知，完全燃燒煤的質(zhì)量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.8×1{0}^{7}J}{3.5×1{0}^{7}J/kg}$=0.8kg．
答：（1）太陽能：節(jié)能、環(huán)保無污染．
（2）該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×10⁶J；
（3）這段時(shí)間該熱水器的效率是30%；
（4）需完全燃燒0.8kg煤．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，因條件已給出，難度不大．