Question

17．為了倡導低碳生活，太陽能熱水器被廣泛應用于現代生活中．現有一種太陽能、電能兩用熱水器，晴天時，它用太陽能加熱，能將接收的部分太陽能轉換為水的內能，如果遇到雨天，可以用電加熱．[ρ_水=1.0×10³kg∕m³，C_水=4.2×10³J/（kg．℃）]

型號	EWH-80B
額定功率	1500W
額定電壓	220V
容量	125L（0.125m3）
外型尺寸	842mm×463mm×415mm

（1）當容量為100L的太陽能熱水器注滿水時，水溫從20℃上升到70℃，水吸收的熱量是多少？
（2）如果這些熱量由完全燃燒焦炭放出，需要燃燒多少kg的焦炭？
（3）若在水溫從20℃上升到70℃這段時間內，獲得的太陽能是5.25×10⁷J，則該太陽能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）利用密度公式求出水的質量，再利用Q=cm△t求出吸收的熱量；
（2）根據Q=mq求出需要的煤的質量；
（3）利用效率公式求出效率．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得：
m=ρV=1000kg/m³×100×10^-3m³=100kg
水吸收的熱量為：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg．℃）×100kg×（70℃-20℃）=2.1×10⁷J
（2）因為Q=mq，Q_吸=Q_放，則需要燃燒煤的質量為：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.1×{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.7kg；
（3）太陽能的熱效率為：η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{總}}$×100%=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{5.25×1{0}^{7}J}$×100%=40%．
答：（1）當容量為100L的太陽能熱水器注滿水時，水溫從20℃上升到70℃，水吸收的熱量是2.1×10⁷J；
（2）如果這些熱量由完全燃燒焦炭放出，需要燃燒0.7kg的焦炭；
（3）若在水溫從20℃上升到70℃這段時間內，獲得的太陽能是5.25×107J，則該太陽能的效率是40%．

點評 本題為一道熱學的綜合計算題，考查了學生對吸熱公式Q吸=cm△t、密度公式的掌握和運用．