太阳能具有清洁无污染、可再生等优点,是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为500kg的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射,水温由原来的20℃升高到40℃.则:
(1) 在这4 h内水吸收了多少热量?
(2) 若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少焦炭?
[水的比热容C水=4.2×103J/(kg·℃)、焦炭的热值q=3.0×107J/kg]
4.2×107J ,7 kg
知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,即Q吸=Q放×20%,再利用Q放=mq求需要完全燃烧多少焦炭.
(1) 水吸收的热量:
(2) Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×500kg×(40℃-20℃)=4.2×107J;
(3) (2)由题知,Q吸=Q放×20%=m′q×20%=4.2×107J,
(4) 需要焦炭的质量:
(5) m′= Q吸/ q×20%=4.2×107J/3×107J/kg×20%=7kg.