题目

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/(kg•℃)]求： （1） 热水器中的水吸收的热量Q； （2） 热水器5h内接收到的太阳能E； （3） 热水器的效率η； （4） 若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q＝4.2×107J/kg，保留两位小数） 答案： 解：热水器中的水吸收的热量Q吸＝c水m水(t﹣t0)＝4.2×103 J/(kg•℃)×100kg×(40℃﹣20℃)＝8.4×106J答：热水器中的水吸收的热量为8.4×106J； 解：热水器5h内接收到的太阳能E＝4.2×106J/h×5h＝2.1×107J答：热水器5h内接收到的太阳能为2.1×107J 解：热水器的效率η=Q吸E×100%=8.4×106J2.1×107J×100%=40%答：热水器的效率40%； 解：由η=Q吸Q放可知，煤完全燃烧放出的热量Q放=Q吸η=8.4×106J30%=2.8×107J由Q＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量m煤=Q放q=2.8×107J4.2×107J/kg≈0.67kg答：若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧0.67kg的煤。

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