《2025年同步练习册分层卷九年级物理全一册沪科版》

21. 小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息见表所示,其中太阳辐射功率是指 1 h 内投射到 1 m²面积上的太阳能。
(1)水在 10 h 内吸收的热量是多少？[c水= 4.2×10³ J/(kg·℃)]
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少立方米天然气？(q天然气= 8.4×10⁷ J/m³,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率是多少？

解:
(1)水在10 h内吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×10³ J/(kg·℃)×120 kg×50 ℃=2.52×10⁷ J。
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,需要完全燃烧天然气的体积V=Q放/q天然气=Q吸/q天然气=2.52×10⁷ J/8.4×10⁷ J/m³=0.3 m³。
(3)太阳辐射到热水器上的热量Q=1.68×10⁶ J/(m²·h)×2.5 m²×10 h=4.2×10⁷ J，该太阳能热水器的能量转化效率η=Q吸/Q×100％=2.52×10⁷ J/4.2×10⁷ J×100％=60％。

答案： 解:
(1)水在10 h内吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×10³ J/(kg·℃)×120 kg×50 ℃=2.52×10⁷ J。
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,需要完全燃烧天然气的体积V=Q放/q天然气=Q吸/q天然气=2.52×10⁷ J/8.4×10⁷ J/m³=0.3 m³。
(3)太阳辐射到热水器上的热量Q=1.68×10⁶ J/(m²·h)×2.5 m²×10 h=4.2×10⁷ J，该太阳能热水器的能量转化效率η=Q吸/Q×100％=2.52×10⁷ J/4.2×10⁷ J×100％=60％。