太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天给初温为25℃的水在阳光照射下的相关信息太阳照射时间/h装水量/Kg吸热板面积/m2水温升高到/℃水_物理知识_教育

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天给初温为25℃的水在阳光照射下的相关信息太阳照射时间/h装水量/Kg吸热板面积/m2水温升高到/℃水

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2022-10-12 17:50:25

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太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天给初温为25℃的水在阳光照射下的相关信息
太阳照射时间/
h
装水量/
Kg
吸热板面积/ m²
水温升高到/
℃
水的比热容/J•（kg•℃）^-1
太阳辐射功/ J•（m²•h）^-1
10
100
2.5
75
4.2×10³
1.68×10⁶
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能。
求：
（1）水在10h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m³的天然气；（天然气的热值为8.4×10⁷J/m³，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率．

答案：
(l)2.1×10⁷焦耳 (2)0.25 m³ (3)50%
试题分析：由表中数据知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；如果水吸收的热量用天然气来提供，即Q_放=Q_吸，再利用Q_放=vq求需要完全燃烧多少天然气；由太阳辐射功率知道1h内投射到1m²面积上的太阳能，据此求出10h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率．
（1）水吸收的热量（有用能量）：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×50℃=2.1×10⁷J；
（2）由题知，Q_放=vq=Q_吸=2.1×10⁷J，
需要天然气的体积：

；
（3）10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：
Q_总=1.68×10⁶J/（m²•h）×2.5m²×10h=4.2×10⁷J，

．
点评：解决本题的关键是对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，本题关键：一是能从题目提供的表格中得到相关信息，二是注意热值单位：固体、液体燃料（J/kg）和气体燃料J/m³的区别．

上一篇：某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。液体次数质量m/kg升高的温度△t/℃加热的时间t/min甲10.15120.110230.2104乙40.110150.

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太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天给初温为25℃的水在阳光照射下的相关信息太阳照射时间/h装水量/Kg吸热板面积/m2水温升高到/℃水

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