Question

到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下：

××牌热水器
型号V-55	额定容积100L
额定电压200V	额定频率50Hz
额定功率1500W	防方等级

（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？
（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）
（3）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可）

Answer 1

分析：（1）从铭牌知道水的体积，利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
（2）求出了水吸收的热量，由题知电能全部转化为热能，即Q_吸=W_电，从铭牌中知道热水器的额定功率，因为热水器正常工作，加热功率P=P_额，再利用P=

W

t

求加热时间；
（3）太阳能热水器用的是太阳能，电热水器消耗的是电能，从节约能源方面分析．

解答：解：（1）水的体积：
v=100L=100×10^-3m³，
由ρ=

m

V

可得，水的质量：m=ρV=1×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（50℃-20℃）
=1.26×10⁷J；
（2）若电能全部转化为热能，即Q_吸=W_电，
由P=

W电

t

可得，加热时间：t=

W电

P

=

1.26××107J

1500W

=8400s=140min；
（3）电热水器消耗电能转化为内能，被水吸收，使水的温度升高；太阳能热水器是将太阳能（属于可再生能源，取之不尽）转化为内能，相比之下节约了能源（电能）．
答：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收1.26×10⁷J；
（2）需加热器正常工作140min；
（3）节约能源．

点评：本题考查了学生对密度公式、吸热公式、电功率公式的掌握和运用，计算时注意单位统一．