【题目】太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能5小时的有效照射时间内将热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温升高到40 ℃。求:

(1)热水器中的水吸收的热量Q[水的比热容c4.2×103 J/(kg·)]

(2)热水器5小时内接收到的太阳能E

(3)热水器的效率η

(4)若改用煤气来加热这些水需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q4.2×107 J/kg假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)


参考答案:

【答案】18.4×106J;(22.1×107J;(340%;(40.2kg

【解析】试题分析:(1)根据Q=cmt﹣t0)求出水吸收的热量;

2)太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能,求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能;

3)根据η=求出热水器的效率;

4)煤气放出的热量等于水吸收的热量,根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量.

解:(1)热水器中的水吸收的热量:

Q=Cmt﹣t0=4.2×103J/kg℃×100kg×40℃﹣20℃=8.4×106J

2)热水器5小时内接收到的太阳能:

E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J

3)热水器的效率:

η=×100%=×100%=40%

4)煤气燃烧放出的热量全部被水吸收,即Q=Q=8.4×106J

Q=mq可知完全燃烧煤气的质量:

m′===0.2kg

答:(1)热水器中的水吸收的热量为8.4×106J

2)热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107J

3)热水器的效率为40%

4)完全燃烧煤气的质量为0.2kg

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