密度公式的应用

以前我校食堂使用锅炉燃烧优质煤为学生宿舍提供热水，成本高、污染重．今年暑假，学校领导对这种供水方式进行了改进，筹集资金购买了100台太阳能热水器，将它们安装在阳...

2023-06-11 22:18发布

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这道初中物理的题目是：
以前我校食堂使用锅炉燃烧优质煤为学生宿舍提供热水，成本高、污染重．今年暑假，学校领导对这种供水方式进行了改进，筹集资金购买了100台太阳能热水器，将它们安装在阳光充足的宿舍楼楼顶上．其铭牌上的部分参数如图所示．
（1）热水器上满水后，水的质量为多少？
（2）资料显示泰州地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.1×106J．若这些热水器上满水，每天日照时间按8h计算，则每台热水器一天中接收的太阳能（E）约为多少？水吸收的热量为多少？所吸收的热量可使水温升高多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（3）若这100台热水器一天中接收的太阳能，由燃烧优质煤（热值q=3.4×107J/kg）来获得，则至少需要完全燃烧多少千克优质煤？（保留一位小数）
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1条回答
温暖寒冬
1楼-- · 2023-06-11 22:27
这道初中物理题的正确答案为：
已知：ρ=1.0×103kg/m3，V=80L=0.08m3，η=60%，c水=4.2×103J/（kg•℃），q=3.4×107J/kg
求：（1）热水器上满水后水的质量m水；
（2）每台热水器一天中接收的太阳能E，水吸收的热量Q吸，所吸收的热量可使水温的变化量△t；
（3）100台热水器一天中接收的太阳能，至少相等于完全燃烧优质煤的质量m．
（1）根据ρ=
m
V
可得，热水器上满水后水的质量：
m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.08m3=80kg；
（2）一天中接收的太阳能：
E=2.1×106J/（m2•h）×1.5m2×8h=2.52×107J，
水吸收的热量：
Q吸=ηE=60%×2.52×107J=1.512×107J，
根据Q=cm△t可得，水温的变化量：
△t=
Q吸
cm
=
1.512×107J
4.2×103J(kg•℃)×80kg
=45℃；
（3）由题知，E总=100E=2.52×109J，
根据Q=mq可得，需要完全燃烧煤的质量：
m=
E总
q
=
2.52×109J
3.4×107J/kg
≈74.1kg．
答：（1）热水器上满水后，水的质量为80kg；
（2）每台热水器一天中接收的太阳能约为2.52×107J，水吸收的热量为1.512×107J，所吸收的热量可使水温升高45℃；
（3）100台热水器一天中接收的太阳能，至少相等于完全燃烧74.1kg优质煤的质量．
解题思路 mV

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