《2024年海淀单元测试AB卷九年级物理全一册沪粤版》

32. (8分)某太阳能热水器,向其中注入50 kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10 ℃升高到30 ℃.水的比热容$c = 4.2×10^{3}$ J/(kg·℃),试求：
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果水吸收的热量由天然气来提供,需要完全燃烧多少立方米的天然气? (不计热量损失,天然气的热值是4.0×10$^{7} J/m^{3}$)
(3)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10^{7} J,则这段时间该热水器的效率是多少?

答案： 解：
(1)水吸收的热量$Q_{吸}=cm_{水}(t - t_0)=4.2×10^3\ J/(kg·^{\circ}C)×50\ kg×(30\ ^{\circ}C - 10\ ^{\circ}C)=4.2×10^6\ J$.
(2)不计热量损失，天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}$，需要天然气的体积$V = \frac{Q_{放}}{q}=\frac{4.2×10^6\ J}{4.0×10^7\ J/m^3}=0.105\ m^3$.
(3)该热水器的效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{总}}×100\%=\frac{4.2×10^6\ J}{2.8×10^7\ J}×100\% = 15\%$.