《2025年金版学案同步优学智慧作业九年级物理上册沪粤版》

11. 太阳能是一种巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置。假设太阳能热水器内盛有$200\ kg$、$25^{\circ}C$的水，在阳光的照射下水温升高到$75^{\circ}C$。$[c_{水}=4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)]$
(1)太阳能热水器内水的温度变化了多少？
(2)这些水吸收的热量是多少？
(3)若用干木柴来加热这些水，使其升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少干木柴？(干木柴的热值$q = 1.2×10^{7}\ J/kg$)

答案： 11.【解】
(1)太阳能热水器内水的温
度变化Δt=75 ℃-25 ℃=50 ℃。
(2)这些水吸收的热量$Q_{吸}=cmΔt=$
4.2×10³ J/(kg·℃)×200 kg×50 ℃=
4.2×10⁷ J。
(3)由于干木柴完全燃烧放出的热量
全部被水吸收，故$Q_{放}=Q_{吸}=4.2×10⁷ J，$
需要干木柴的质量$m=\frac{Q_{放}}{q}=$
$\frac{4.2×10⁷ J}{1.2×10⁷ J/kg}=3.5 kg。$

12. 在北方装修新房，很多家庭采用“水地暖”，其原理是在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为$45^{\circ}C$时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表：

(1)若该地暖系统的总水量为$2×10^{3}\ kg$，将全部的水从$5^{\circ}C$加热至$45^{\circ}C$，水至少需要吸收多少热量？$[c_{水}=4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)]$
(2)某家庭木地板的面积为$80\ m^{2}$，散热管材料为聚丁烯(PB)，供水温度为$45^{\circ}C$，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？
(3)“水地暖”散热量除了与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点。

答案： 12.【解】
(1)水至少需要吸收的热量
$Q=c_{水}mΔt=4.2×10³ J/(kg·℃)×2×$
10³ kg×(45 ℃-5 ℃)=3.36×10⁸ J。
(2)已知散热管材料为聚丁烯,地面装饰
层材料为木地板,该家庭地面单位面积上的散
热功率P=90.0 W,整个地面每小时的散热
量$Q'=PSt_{时}=90.0 W/m²×80 m²×3.6×$
10³ s=2.592×10⁷ J。
(3)地面装饰层材料、散热管材料、地
面装饰层厚度、供水温度、管间距离等等。(答案合理即可)