Question

【题目】一个简易的太阳能热水器，它的主要部分是一个敞口水箱，水箱内水深0.5m，水的质量为200kg．在阳光照射下，水的温度从20℃上升到35℃．水的比热容是4.2×103J/（kg℃），水的密度是1.0×103kg/m3 ， 煤的热值是3.0×107J/kg，g取10N/kg．试求：
（1）水对水箱底的压强是多大？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）这些热量相当于完全燃烧多少千克煤所放出的热量？

Answer 1

【答案】
（1）解：水对水箱底的压强：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa；

答：水对水箱底的压强是5000Pa；

（2）解：水吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）

=4.2×103J/（kg℃）×200kg×（35℃﹣20℃）

=1.26×107J；

答：水吸收的热量是1.26×107J；

（3）解：由题意可知，煤完全燃烧释放的热量：

Q放=Q吸=1.26×107J；

由Q放=mq可得，需要煤的质量：

m′= = =0.42kg．

答：这些热量相当于完全燃烧0.42千克煤所放出的热量．

【解析】（1）知道水箱内水深，根据p=ρgh求出水对水箱底的压强；（2）知道水的质量和温度的变化以及比热容，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；（3）由题意可知煤完全燃烧释放的热量，根据Q放=mq求出需要煤的质量．