Question

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，在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c＝4.2×10³ 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q＝4.2×10⁷ J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)

Answer

（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%；（4）0.2kg。

【解析】试题分析：（1）根据Q=cm（t﹣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．

【解析】
（1）热水器中的水吸收的热量：

Q=Cm（t﹣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放=Q吸=8.4×106J，

由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．

【点评】此题主要考查的是学生对热量计算公式、热值计算公式、效率计算公式的理解和掌握，基础性题目．