Question

36、小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，热水器的水箱离地面高12m．现需要将初温为10℃、体积为80L的水加热到60℃，g取10N/kg，c_水=4.2×10³J/（kg?℃），则：
（1）80L水的质量是多少？这些水需要吸收多少热量？
（2）把这些水从地面输送到热水器的水箱中，至少需对水做多少功？
（3）太阳能热水器是将太阳能转化为内能的装置．请说出太阳能有什么优点（说出一个即可）．

Answer 1

分析：（1）已知水的体积，利用密度公式求出水的质量；又已知水温度的初温、末温、比热容，利用热量的计算公式Q=cm△t求出水需吸收热量．
（2）已知水的质量，求出水的重力，又已知水被提升的高度，利用功的公式W=Gh计算出对水做的功．
（3）太阳的优点很多，如太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大特点：
第一：它是人类可以利用的最丰富的能源．取之不尽，用之不竭．
第二：地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值．
第三：太阳能是一种洁净的能源．在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影响生态平衡．绝对不会造成污染和公害．
说法只要合理即可．

解答：解：（1）水的质量是m=ρV=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80 kg，
水需要吸收的热量Q=cm△t=4.2×10³J/（ kg?℃）×80 kg×（60℃-10℃）=1.68×10⁷J，
答：80L水的质量是80kg，这些水需要吸收1.68×10⁷J的热量．
（2）水的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N，
对水做的功W=Gh=800N×12m=9.6×10³J，
答：至少需对水做9.6×10³J的功．
（3）太阳能优点：取之不尽、清洁无污染、可直接利用等等．

点评：本题考查了热量公式、功的公式的运用和计算能力．要求学生要熟练掌握这些物理知识解决实际问题．