Question

3．某太阳能热水器，向其中注入50L的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高40℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），密度是1.0×10³kg/m³，试求：
（1）热水器中水的质量是多少？
（2）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）请你说说太阳能热水器有哪些优点和不足．（各说一点就可以）

Answer 1

分析 （1）已知热水器中水的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算水的质量；
（2）已知水的质量、水升高的温度，利用吸热公式Q_吸=cm△t计算水吸收的热量（有用能量）；
又知道热水器接收到太阳辐射的热量（总能量），利用效率公式求该热水器的效率．
（3）太阳能热水器的优点有：环保、节能、经济、安全；缺点：受天气、季节的影响．

解答 解：
（1）热水器中水的体积：V=50L=50dm³=0.05m³；
根据ρ=$\frac{m}{V}$可得，热水器中水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.05m³=50kg．
（2）水温从10℃升高40℃，则△t=40℃；
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×40℃=8.4×10⁶J．
这段时间该热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%=30%．
（3）太阳能热水器的优点有：环保、节能、经济、安全；缺点：受天气、季节的影响．
答：（1）热水器中水的质量是50kg；
（2）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×l0⁶J，该热水器的效率是30%；
（3）太阳能热水器的优点：环保、节能、经济、安全；缺点：受天气、季节的影响．

点评 本题主要考查了密度公式、吸热公式的运用，以及热效率的计算，比较基础．