Question

（2012?市中區(qū)二模）太陽能熱水器是利用太陽能來加熱水的一種裝置，小新同學家有一臺太陽能熱水器安裝在離地面10m高的屋頂上．現需要將初溫為10℃，質量為100kg水，加熱到60℃，取g=10N/kg，已知c_水=4.2×10³J/（kg?℃）．

集熱面積/m2		1.41
容量/L		100
輔助 加熱 系統(tǒng)	額定電壓/V	220
	額定功率/W	2500
	頻率/Hz	50
	最高溫度/℃	65～75

求：
（1）把這些水從地面輸送到屋頂的熱水器中，需要對水做的功；
（2）這些水要從太陽那里吸收的熱量；
（3）下雨時，改用熱水器中的電輔助設備加熱，若不計熱損失，加熱這些水所需的時間．

Answer 1

分析：（1）知道水的質量，利用重力公式求水的重力，又知道輸送的高度，再利用功的公式W=Gh求對水做的功；
（2）知道水的質量、水的比熱容、水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水要從太陽那里吸收的熱量；
（3）改用熱水器中的電輔助設備加熱，若不計熱損失，W_吸=Q，再利用P=

W

t

求加熱時間．

解答：解：（1）G=mg=100kg×10N/kg=1000N；
對水做的功：W=Gh=1000N×10m=1×10⁴J；
（2）水要從太陽那里吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（60℃-10℃）=2.1×10⁷J；
（3）由題知，不計熱損失，W=Q_吸=2.1×10⁷J；
由P=

W

t

得：
加熱這些水所需的時間為：t=

W

P

=

2.1×107J

2500W

=0.84×10⁴s=140min．
答：（1）把這些水從地面輸送到屋頂的熱水器中，需要對水做1×10⁴J的功；
（2）這些水要從太陽那里吸收2.1×10⁷J的熱量；
（3）若不計熱損失，加熱這些水需140min．

點評：本題考查了功的計算、熱量的計算、電功的計算，是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯(lián)系，使學生認識到學了物理有用，屬于中考常見題型．