Question

【題目】小明家用鐵皮桶制作簡易太陽能熱水器，替代燃燒木柴的加熱方式。小明觀測到某日鐵皮桶裝滿水后，經過一天的太陽光照，水溫從20 ℃升高到60 ℃。已知鐵皮桶的容積為50 L，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），ρ水＝1.0×103 kg/m3，問：

(1)太陽能熱水器工作過程中是通過________的方式提高水的內能。

(2)當日桶內的水吸收的熱量有多大？________

(3)設用燃燒木柴加熱，木柴完全燃燒釋放熱量的28%被桶內水吸收，則當日使用該太陽能熱水器可節約多少木柴？（q木柴＝1.2×107 J/kg） ________

Answer 1

【答案】熱傳遞 8.4×106 J 2.5 kg

【解析】

(1)熱傳遞

(2)鐵皮桶裝滿水的質量為：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×50×10－3m3＝50 kg，鐵皮桶內水吸收的熱量：Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/（kg·℃）×50 kg×（60 ℃－20 ℃）＝8.4×106 J

(3)由η＝×100%可得，干木柴完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝3.0×107 J

由Q放＝mq可得，需要燃燒干木柴的質量：

m木＝＝＝2.5 kg