Question

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到50℃．水的比热容是4.

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到50℃．水的比热容是4.2×103J/（kg?℃）．试求：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是1.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？（3）若用煤燃烧来提供1.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×107J/kg）（解答要求：写出依据的主要公式或变形公式，有数据代入，答案中必须明确写出数值和单位）．

Answer 1

（1）水吸收的热量为Q_吸=C_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（50℃-20℃）=6.3×10⁶J．
（2）热水器的效率为η=

Q吸

Q

×100%=

6.3×106J

1.8×107J

×100%=35%；
（3）∵Q_放=mq，
∴完全燃烧的煤的质量为m_煤=

Q放

q

=

1.8×107J

3.5×107J/kg

≈0.5kg．
答：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量为6.3×10⁶J；
（2）如果这段时间内热水器接收到太阳辐射的热量是1.8×10⁷J，则该热水器的效率是35%；
（3）若用煤燃烧来提供1.8×10⁷J的热量，需完全燃烧0.5千克煤．