Question

太阳能是一种理想的绿色能源，小民家最近安装了一台太阳能、电能两用热水器，容积为100L，加热功率为2kW，已知c=4.2×10³J/（kg?℃）．求：
（1）一般光照条件下，一满箱20℃的水到傍晚水温可达60℃，则水吸收了多少热量？
（2）在阴雨连绵的天气里，需要用电热器加热，要使这些水升高同样的温度，则电热器要工作多长时间？耗电多少度？（若不计热损失）

Answer 1

解：
（1）∵ρ=，
∴水的质量：
m=ρV=1×10³㎏/m³×100×10^-3m³=100kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（㎏?℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁷J；
（2）由题知，W=Q_吸=1.68×10⁷J≈4.7kW?h=4.7度；
∵P=，
电热器要工作时间：
t===8400s=140min．
答：（1）水吸收了1.68×10⁷J的热量；
（2）电热器要工作140min时间，耗电4.7度．
分析：（1）知道水的体积，利用密度公式求水的质量，又知道水的比热容、初末温度，由吸热公式Q_吸=cm△t可求出水吸收的热量；
（2）用电热器加热，要使这些水升高同样的温度，不计热损失，W=Q_吸，知道加热功率，利用t=求加热时间．
点评：本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，熟练应用密度公式、吸热公式、电功率公式的变形公式即可正确解题．