Question

17．某太陽能熱水器每小時平均接收4.2×10⁶J的太陽能，在5小時的有效照射時間內，將熱水器中質量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到40℃．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量是多少？
（2）熱水器5小時內接收到的太陽能是多少？
（3）熱水器的效率．

Answer 1

分析 （1）已知水的質量、比熱容、初溫和末溫，根據Q_吸=cm（t-t₀）計算水吸收的熱量；
（2）太陽能熱水器每小時平均接收4.2×10⁶J的太陽能，求出在5小時的有效照射時間內熱水器接收到的太陽能；
（3）根據η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%計算熱水器的效率．

解答 解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）根據題意可知，熱水器5小時內接收到的太陽能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；
（3）熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{7}J}$×100%=40%．
答：（1）熱水器中水吸收了8.4×10⁶J的熱量；
（2）熱水器5小時內接收的太陽能是2.1×10⁷J；
（3）熱水器的效率是40%．

點評 本題考查了吸熱公式、效率公式的應用，關鍵是從能量轉化的角度來理解效率公式．