Question

14．阅读下面的短文，回答问题．
                 太阳能热水器
太阳能热水器主要由两部分组成（如图甲所示）：一部分是保温储水箱，其下部与集热器相同；另一部分就是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空．图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图．它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热．向光一侧的水被加热后体积增大，密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低，密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高到一定的温度，玻璃吸热管具有吸热保温作用．请回答以下问题：

（1）太阳能热水器是通过热传递方式使水升温的．
（2）经过一天的照射将质量为100kg的初温为20℃的水加热到了60℃，[水的比热容是4.2×10]³J/（kg•℃）]，这些水吸收的热量为1.68×10⁷J．
（3）若这些热量由燃烧天然气来提供，则需天然气0.2m²．（q_天然气=8.4×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）改变物体内能有两种方法，一是做功，二是热传递，做功是能量的转化，而热传递是能量的转移；
（2）已知水的比热容、质量和升高的温度，可利用公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量．
（3）知道天然气的热值，利用燃料燃烧放热公式求需要的天然气质量．

解答 解：
（1）热水器中的水从太阳吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递的方式使水的内能改变的；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁷J；
（3）由题知，Q_吸=Q_放=Vq，
需要完全燃烧天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{8.4×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=0.2m³．
故答案为：（1）热传递；（2）1.68×10⁷；（3）0.2．

点评 本题综合考查改变内能的方式、吸热公式Q_吸=cm△t和比热容的应用，因条件已给出，难度不大．本题考查了学生对的掌握和运用．