太陽能熱水器是把太陽能轉化為內(nèi)能的設備之一.某品牌太陽能熱水器每小時平均接受4.2×106J的太陽能,在5小時的有效照射時間內(nèi),將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫升高到40℃.求:
(1)熱水器中的水吸收的熱量Q:【水的比熱容C=4.2×103J/】
(2)熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能E;
(3)熱水器的效率η;
(4)若改用煤氣來加熱這些水,需要完全燃燒多少千克煤氣?(煤氣的熱值q=4.2×107J/kg,假設煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收)
【答案】
分析:(1)根據(jù)Q=cm(t-t
)求出水吸收的熱量;
(2)太陽能熱水器每小時平均接受4.2×10
6J的太陽能,求出在5小時的有效照射時間內(nèi)熱水器接收到的太陽能;
(3)根據(jù)η=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024151107722426913/SYS201310241511077224269024_DA/0.png)
求出熱水器的效率;
(4)煤氣放出的熱量等于水吸收的熱量,根據(jù)Q=mq求出完全燃燒煤氣的質(zhì)量.
解答:解:(1)熱水器中的水吸收的熱量:
Q=cm(t-t
)=4.2×10
3J/(kg?℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×10
6J;
(2)熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能:
E=4.2×10
6J/h×5h=2.1×10
7J;
(3)熱水器的效率:
η=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024151107722426913/SYS201310241511077224269024_DA/1.png)
×100%=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024151107722426913/SYS201310241511077224269024_DA/2.png)
×100%=40%;
(4)煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收,即Q
放=Q=8.4×10
6J,
∵Q=mq
∴完全燃燒煤氣的質(zhì)量:
m′=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024151107722426913/SYS201310241511077224269024_DA/3.png)
=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024151107722426913/SYS201310241511077224269024_DA/4.png)
=0.2kg.
答:(1)熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10
6J;
(2)熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能為2.1×10
7J;
(3)熱水器的效率為40%;
(4)完全燃燒煤氣的質(zhì)量為0.2kg.
點評:此題主要考查的是學生對熱量計算公式、熱值計算公式、效率計算公式的理解和掌握,基礎性題目.