太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中100L，初温为20℃的水升高到40℃，求：（1）热

Question

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中100L，初温为20℃的水升高到40℃，求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；[c_水=4.2×10^3J/（kg．℃）]
（2）热水器的效率η；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（q_煤气=4.2×10⁷J/kg，假设煤气燃烧的热量全部被水吸收）

Answer 1

（1）由ρ=(m)/(V)可得：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg，
热水器中的水吸收的热量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）5h=300min
热水器5小时内接收到的太阳能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；
热水器的效率：
η=(Q)/(E)×100%=(8.4×106J)/(2.1×107J)×100%=40%；
（3）煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即Q_放=Q=8.4×10⁶J，
由Q_放=mq得需要燃烧煤气的质量：
m′=(Q放)/(q)=(8.4×106J)/(4.2×107J/kg)=0.4kg．
答：（1）热水器中的水吸收的热量Q为8.4×10⁶J；
（2）热水器的效率为40%；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧0.4kg煤气．