Question

【題目】如圖中是某太陽能熱水器，向其中注入50L的水，陽光照射﹣段時間后，水溫從10℃升高了40℃．水的比熱容是4.2×103J/（kg℃）．試求：

（1）熱水器內水的質量是多少？

（2）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？

（3）如果這段時間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8×107J，則這段時間該熱水器的效率是多少？

（4）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣；（天然氣的熱值為8.4×l07J/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收）

Answer 1

【答案】（1）熱水器內水的質量是50kg；

（2）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量為8.4×106J；

（3）該熱水器的效率是30%；

（4）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒0.1m3的天然氣．

【解析】

試題分析：（1）已知水的體積，由ρ=計算水的質量；

（2）已知水的質量、水的初溫、末溫，利用吸熱公式Q吸=cm△t計算水吸收的熱量（有用能量）；

（3）已知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）由題根據Q吸=Q放=Vq計算需要天然氣的體積．

解：

（1）由ρ=可得熱水器中水的質量：

m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg；

（2）熱水器中的水吸收的熱量：

Q吸=c水m△t

=4.2×103J/（kg℃）×50kg×40℃

=8.4×106J；

（3）熱水器接收到太陽輻射的熱量Q=2.8×107J，

所以熱水器的效率：

η=×100%=×100%=30%；

（4）由Q吸=Q放=Vq可得需要天然氣的體積：

V===0.1m3．

答：（1）熱水器內水的質量是50kg；

（2）這段時間該熱水器中的水吸收的熱量為8.4×106J；

（3）該熱水器的效率是30%；

（4）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒0.1m3的天然氣．