Question

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天给初温为25℃的水在阳光照

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天给初温为25℃的水在阳光照射下的相关信息 太阳照射时间/h 装水量/Kg 吸热板面积/ m 2 水温升高到/℃ 水的比热容/J?（kg?℃） -1 太阳辐射功/ J?（m 2 ?h） -1 10 100 2.5 75 4.2×10 3 1.68×10 6 其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m 2 面积上的太阳能。求：（1）水在10h内吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m 3 的天然气；（天然气的热值为8.4×10 7 J/m 3 ，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）（3）该太阳能热水器的能量转化效率．

Answer 1

(l)2.1×10 7 焦耳   (2)0.25 m 3   (3)50%

试题分析：由表中数据知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q 吸 =cm△t求水吸收的热量（有用能量）；如果水吸收的热量用天然气来提供，即Q 放 =Q 吸 ，再利用Q 放 =vq求需要完全燃烧多少天然气；由太阳辐射功率知道1h内投射到1m 2 面积上的太阳能，据此求出10h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率． （1）水吸收的热量（有用能量）： Q 吸 =cm△t=4.2×10 3 J/（kg?℃）×100kg×50℃=2.1×10 7 J； （2）由题知，Q 放 =vq=Q 吸 =2.1×10 7 J， 需要天然气的体积： ； （3）10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）： Q 总 =1.68×10 6 J/（m 2 ?h）×2.5m 2 ×10h=4.2×10 7 J， ． 点评：解决本题的关键是对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，本题关键：一是能从题目提供的表格中得到相关信息，二是注意热值单位：固体、液体燃料（J/kg）和气体燃料J/m 3 的区别．