8. 如图14-3-4所示,某家庭太阳能热水器在被阳光照射时,平均每小时吸收$7.0×10^{6}\ \mathrm{J}$的太阳能,若热水器每天吸收8 h的太阳能,可以使质量为100 kg的水温度升高50 ℃。已知水的比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,天然气的热值为$3.5×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{m}^3$。求:
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的效率;
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要完全燃烧天然气的体积。

(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的效率;
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要完全燃烧天然气的体积。
答案
8.解:(1)水吸收的热量
$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×50\ ℃=2.1×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)每天获得的太阳能
$E=7.0×10^6\ \mathrm{J/h}×8\ \mathrm{h}=5.6×10^7\ \mathrm{J}$,
则太阳能热水器的效率
$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{5.6×10^7\ \mathrm{J}}=37.5\%$。
(3)天然气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=Q_{吸}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$,又因为 $Q_{放}=qV$,
则需要完全燃烧天然气的体积
$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{3.5×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=0.6\ \mathrm{m^3}$。
$Q_{吸}=cm\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×50\ ℃=2.1×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)每天获得的太阳能
$E=7.0×10^6\ \mathrm{J/h}×8\ \mathrm{h}=5.6×10^7\ \mathrm{J}$,
则太阳能热水器的效率
$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{5.6×10^7\ \mathrm{J}}=37.5\%$。
(3)天然气完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=Q_{吸}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$,又因为 $Q_{放}=qV$,
则需要完全燃烧天然气的体积
$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{3.5×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=0.6\ \mathrm{m^3}$。
1.【科技与发展】如图14-3-5所示为朱雀二号遥二运载火箭在我国酒泉卫星发射中心发射升空的情景,这是世界上第一款成功将载荷送入预定轨道的液氧甲烷火箭。采用液氧甲烷作为燃料主要是因为液氧甲烷(

A.密度大
B.比热容大
C.热值大
D.易燃烧
C
)A.密度大
B.比热容大
C.热值大
D.易燃烧
答案
1.C
2.【实际应用】汽车发动机一般是汽油机,汽油的热值为$4.6× 10^7\ \mathrm{J/kg}$,若某汽油机
的能量流向如图14-3-6所示,则下列说法正确的是(
A.该汽油机的效率为30%
B.1 kg的汽油燃烧能够释放$4.6× 10^7\ \mathrm{J}$的能量
C.换用热值较大的燃料,热机效率会提高
D.如果改进技术,汽油机的效率就可以达到100%

图14-3-6
的能量流向如图14-3-6所示,则下列说法正确的是(
A
)A.该汽油机的效率为30%
B.1 kg的汽油燃烧能够释放$4.6× 10^7\ \mathrm{J}$的能量
C.换用热值较大的燃料,热机效率会提高
D.如果改进技术,汽油机的效率就可以达到100%
图14-3-6
答案
2.A
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