15热机的效率计算题-太阳能热水器的效率（经典常考15题）--2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版）

15热机的效率计算题-太阳能热水器的效率（经典常考15题）--2023-2024学年上学期九年级期末物理重难点知识突破（通用版） 一、计算题 1．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为1.5m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为，若阳光照射该热水器8h，可以使质量为100kg的水温度升高40℃。[ ，]，求 (1)水吸收的热量； (2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收) ； (3)该太阳能热水器的效率。 2．为了实现 2030 年我国碳达峰目标，国家大力提倡节能减排，发展清洁能源，太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备，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，将热水器中质量为 50kg、初温为 10℃的水温度升高到 50℃。求： （1）热水器中的水吸收的热量Q。[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）] （2）热水器的效率η。 3．每当冬季或阴雨天气，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度。为此人们研制了太阳能、电能两用热水器，张华家最近就安装一台这样的两用热水器，如下图所示。参数如下： XX牌热水器 型号V-55 额定容积100L 额定电压220V 额定频率50Hz 额定功串2000W 防水等级<△ （1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到60℃时需要吸收多少热量？ （2）张华将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到60℃时，需加热器正常 工作多长时间？（设电能全部转化为内能被水全部吸收） （3）一天晚上张华发现没有热水，在装满20℃的冷水后，单独用电加热160分钟，水 温才上升到60℃，问该热水器的效率是多少？      4．如图所示是小明家新买的太阳能热水器，该太阳能热水器接收太阳能总有效面积为，面积上1h接收到的太阳能平均为。若阳光照射该热水器4h，可以使初温为20℃、质量为50kg的水温度升高到60℃，[，]求： （1）水吸收的热量； （2）太阳能热水器的效率； （3）若水吸收的这些热量完全由天然气来提供，则需要完全燃烧天然气的体积。（假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收） 5．太阳能热水器是直接利用太阳给水加热的装置。某太阳能热水器内装有体积为0.25m3、温度为20℃的水，在阳光的照射下水温升高到60℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，干木柴的热值为q=1.2×107J/kg，求： （1）该太阳能热水器内水的质量； （2）这些水吸收的热量； （3）若用干木柴来加热这些水升高到相同温度，干木柴完全燃烧放出热量的80%被水吸收，则需要干木柴的质量。 6．某太阳能热水器中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。试求 （1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？ （3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×107J/kg） 7．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m2，1m2面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×106J。若阳光照射该热水器5h，可以使质量为80kg的水温升高30℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃），天然气热值约为q＝4.0×107J/m3。求： （1）求水吸收的热量； （2）若这些水吸收的热量由燃烧天然气提供，则需要完全燃烧多少天然气放出热量； （3）太阳能热水器的热效率。 8．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/(kg•℃)]求： （1）热水器中的水吸收的热量Q； （2）热水器5h内接收到的太阳能E； （3）热水器的效率η； （4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q＝4.2×107J/kg，保留两位小数） 9．“节能减排”是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小王家的太阳能热水器，它在晴天利用太阳能集热，在阴雨连绵的天气，则用标有“220V 1000W”字样的电热水管对水加热，该太阳能热水器的容积为20L，求： （1）该热水器电热管正常工作时的电阻； （2）该热水器电热管正常工作10min产