Question

20．太陽(yáng)能熱水器是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一．某品牌太陽(yáng)能熱水器每小時(shí)平均接收4.2×10⁶J的太陽(yáng)能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg初溫為26℃的水，溫度升高到46℃．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量Q_吸；[水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）熱水器5小時(shí)有效照射內(nèi)接收到的太陽(yáng)能，相當(dāng)于完全燃燒多少m³的天然氣放出的熱量？（天然氣的熱值q=7×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）太陽(yáng)能熱水器每小時(shí)平均接收4.2×10⁶J的太陽(yáng)能，據(jù)此求出5小時(shí)有效照射內(nèi)接收到的太陽(yáng)能，根據(jù)Q_放=Vq求出需要完全燃燒天然氣所需的體積．

解答 解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（46℃-26℃）
=8.4×10⁶J；
（2）熱水器5小時(shí)內(nèi)接收到的太陽(yáng)能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J，
由Q_放=Vq可得，需要完全燃燒天然氣所需的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{E}{q}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{7×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.3m³．
答：（1）熱水器中的水吸收的熱量為8.4×10⁶J；
（2）熱水器5小時(shí)有效照射內(nèi)接收到的太陽(yáng)能，相當(dāng)于完全燃燒0.3m³的天然氣放出的熱量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了吸熱公式和燃料完全燃燒釋放熱量公式的應(yīng)用以及吸收太陽(yáng)能的計(jì)算，要注意水升高了（溫度的變化量）和升高到（末溫）的區(qū)別．