上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”.为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活.下表提供的是一装满初温为10℃水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:
太阳照射时间/h | 太阳能转换为水的内能的效率 | 热水器最大水容量/L |
10 | 50% | 100 |
水升高的温度/℃ | 水的比热容/[J?(kg?℃)-1] | 水的密度/kg?m-3 |
60 | 4.2×103 | 1.0×103 |
(1)热水器中的水增加的内能.
(2)此次热水器接收的太阳能约为多少?
(3)如果这些太阳能燃气提供,至少可节约多少燃气?(燃气的热值为4.2×107J/kg)
已知:V=100L=0.1m3,△t=60℃,c=4.2×103J/(kg?℃),ρ=1.0×103kg/m3,η=50%
求:(1)热水器中的水增加的内能Q,(2)此次热水器接收的太阳能Q总,(3)可节约燃气的质量m′
解:(1)由ρ=得,热水器中水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg,
热水器中的水增加的内能:
Q=Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×60℃=2.52×107J;
(2)由η=×100%可得,此次热水器接收的太阳能:
Q总===5.04×107J;
(3)由题意可知,Q放=Q总=5.04×107J,
根据Q放=mq可得,这些太阳能由燃气提供时可节约的燃气:
m===1.2kg.
答:(1)热水器中的水增加的内能为2.52×107J;
(2)此次热水器接收的太阳能约为5.04×107J;
(3)如果这些太阳能燃气提供,至少可节约1.2kg的燃气.
(1)利用密度公式m=ρv先计算出水的质量m,然后再利用热量的计算公式Q吸=cm△t求出热水器中的水增加的内能;
(2)利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率,计算出太阳能热水器接受的热量;
(3)知道燃气的质量和完全燃烧放出的热量,根据Q=mq求出可节约的燃气.
点评:本题考查了密度公式、吸热公式、燃料热值和能量转化效率的相关计算,综合性较强,在计算过程中要注意单位的换算.
物理解题技巧分享:折射规律:两种媒质密不同,三线共面角不等,密度大中角度小,垂入射很特殊。