题目

太阳能具有清洁无污染、可再生等优点,是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为200L的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射,水温由原来的20℃升高到40℃,则: (1) 在这4h内水吸收了多少热量? (2) 若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少焦炭?[水的密度为ρ=1.0×103kg/m3、水比热容、焦炭的热值q=3.0×107J/kg] 答案: 解:水的体积为V水=V容=200L=200dm3=0.2m3由ρ=mV可得水的质量m水=ρV水=1.0×103kg/m3×0.2m3=200kg水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg⋅℃)×200kg×(40℃−20℃)=1.68×107J答:在这4h内水吸收了1.68×107J的热量; 解:根据η=Q吸Q放×100%可知,焦炭完全燃烧放出的热量Q放=Q吸η=1.68×107J20%=8.4×107J由Q放=mq得需要燃烧焦炭的质量m焦炭=Q放q=8.4×107J3.0×107J/kg=2.8kg答:需要燃烧2.8kg的焦炭。
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