Question

太陽能是一種理想的綠色能源，小民家最近安裝了一臺太陽能、電能兩用熱水器，容積為100L，加熱功率為2kW，已知c=4.2×10³J/（kg?℃）．求：
（1）一般光照條件下，一滿箱20℃的水到傍晚水溫可達60℃，則水吸收了多少熱量？
（2）在陰雨連綿的天氣里，需要用電熱器加熱，要使這些水升高同樣的溫度，則電熱器要工作多長時間？耗電多少度？（若不計熱損失）

Answer 1

解：
（1）∵ρ=，
∴水的質量：
m=ρV=1×10³㎏/m³×100×10^-3m³=100kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（㎏?℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁷J；
（2）由題知，W=Q_吸=1.68×10⁷J≈4.7kW?h=4.7度；
∵P=，
電熱器要工作時間：
t===8400s=140min．
答：（1）水吸收了1.68×10⁷J的熱量；
（2）電熱器要工作140min時間，耗電4.7度．
分析：（1）知道水的體積，利用密度公式求水的質量，又知道水的比熱容、初末溫度，由吸熱公式Q_吸=cm△t可求出水吸收的熱量；
（2）用電熱器加熱，要使這些水升高同樣的溫度，不計熱損失，W=Q_吸，知道加熱功率，利用t=求加熱時間．
點評：本題是一道電學與熱學的綜合應用題，與實際生活相聯系，使學生覺得學了物理有用，熟練應用密度公式、吸熱公式、電功率公式的變形公式即可正確解題．