Question

小星家的太陽能熱水器，水箱容積是200L．小星進行了一次觀察活動：某天早上，他用溫度計測得自來水的溫度為20℃，然后給熱水器空水箱送滿水，中午時“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為60℃．請你求解下列問題：
（1）水箱中水的質量；   
（2）水吸收的熱量；
（3）如果水吸收的這些熱量，由燃燒煤氣來提供，而煤氣灶的效率為40%，求至少需要燃燒多少煤氣（煤氣的熱值為q=4.2×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析：（1）水箱裝滿水時水的體積和水箱的容積相等，根據密度公式求出水的質量；
（2）知道水的質量和水的初溫、末溫以及水的比熱容，根據Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（3）知道煤氣灶的效率，利用效率公式求出煤氣完全燃燒放出的熱量，再利用Q=mq求出需要煤氣的質量．

解答：解：（1）水的體積：
V=200L=200dm³=0.2m³，
∵ρ=

m

V

，
∴水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.2m³=200kg；
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（60℃-20℃）
=3.36×10⁷J；
（2）由題知，煤氣完全燃燒釋放熱量：
Q_放=

Q吸

40%

=

3.36×107J

40%

=8.4×10⁷J，
∵Q_放=mq，
∴需要煤氣的質量：
m=

Q放

q

=

8.4×107J

4.2×107J/kg

=2kg．
答：（1）水箱中水的質量為200kg；
（2）水吸收的熱量為3.36×10⁷J；
（3）至少需要燃燒2kg的煤氣．

點評：本題考查了密度公式和吸熱公式、效率公式和燃料完全燃燒釋放熱量公式的應用，重點考查了學生的綜合應用能力及應用物理知識解決實際問題的能力，體現(xiàn)了物理與生活相聯(lián)系的思想．