Question

10．如圖所示，小強(qiáng)家安裝了一臺康達(dá)太陽能熱水器，它的熱效率可以達(dá)到80%，水箱容積為100L，裝滿水，水的溫度隨光照時間的變化關(guān)系如表：

光照時間T/h	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
水的溫度t/℃	20	25	30	35	40	50	60	65	70	75	80

（1）太陽能熱水器光照10h，水吸收的熱量？
（2）太陽能熱水器10h接受多少太陽能？
（3）太陽能熱水器吸收的太陽能，相當(dāng)于節(jié)約了多少度電？

Answer 1

分析 （1）知道水的密度和體積，根據(jù)密度公式ρ=$\frac{m}{V}$的變形公式m=ρV求出水的質(zhì)量，
又知道水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q_吸=c_水m_水（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）知道太陽能熱水器的熱效率和水吸收的熱量，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%的變形公式E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$求出太陽能熱水器10h接受太陽能；
（3）知道太陽能熱水器吸收的太陽能，結(jié)合1度=1kW•h=3.6×10⁶J求出節(jié)約的電能．

解答 解：（1）水箱裝滿水時，水的體積V_水=100L=100dm³=0.1m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V_水
=1.0×10³kg/m³×0.1m³
=100kg，
由表格中的數(shù)據(jù)可知，水的初溫t₀=20℃，末溫t=80℃，
則水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（80℃-20℃）
=2.52×10⁷J．
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%得，太陽能熱水器10h接受太陽能：
E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{80%}$=3.15×10⁷J．
（3）太陽能熱水器吸收的太陽能相當(dāng)于節(jié)約的電能：
W=E=3.15×10⁷J=8.75kW•h=8.75度．
答：（1）太陽能熱水器光照10h，水吸收的熱量為2.52×10⁷J；
（2）太陽能熱水器10h接受3.15×10⁷J太陽能；
（3）太陽能熱水器吸收的太陽能，相當(dāng)于節(jié)約了8.75度電．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式、吸熱公式及效率公式的掌握和運用，要注意單位的換算，切記200L≠200kg，雖知識點多，但條件已給出，難度不大．