如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射4小时后，水温从20℃升高了40℃．如果该太阳能热水器每小时接收到太阳辐射的能量是7×106J，这种热水器将太阳能辐射的能量转化为水的

Question

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射4小时后，水温从20℃升高了40℃．如果该太阳能热水器每小时接收到太阳辐射的能量是7×10⁶J，这种热水器将太阳能辐射的能量转化为水的内能的效率是30%．（无烟煤的热值是3.4×10⁷J/kg），试求：

（1）这段时间该热水器中的水的内能增加了多少？
（2）如果热水器中的水吸收的热量，通过无烟煤的燃烧获得，不计热损失，需完全燃烧多少千克无烟煤？

Answer 1

（1）热水器中水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×40℃=8.4×10⁶J，
水吸热内能增加，所以增加的内能为8.4×10⁶J；
（2）热水器中的水吸收的热量，通过无烟煤的燃烧获得，不计热损失，即：Q_吸=Q_放，
由Q_放=mq可得，需要无烟煤的质量：
m=(Q放)/(q)=(8.4×106J)/(3.4×107J/kg)≈0.247kg．
故答案为：
（1）这段时间该热水器中的水的内能增加了8.4×10⁶J；
（2）如果热水器中的水吸收的热量，通过无烟煤的燃烧获得，不计热损失，需完全燃烧0.247kg无烟煤．