试题

小红同学家的太阳能热水器安装在楼顶上，热水器的水箱离地面高12m．现需要将初温为10℃、质量为80kg的水加热到60℃，[g取10N/kg，c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]．
（1）80升水的质量是多少？
（2）把这些水从地面输送到热水器的水箱中，至少需对水做多少功？
（3）如果水从10℃升高到60℃的过程中，辐射在热水器水管表面的总太阳能为3.36×10⁷J，求该热水器将太阳能转化为内能的效率．

已知：水的体积V=80L=80×10^-3m³，高度h=12m，初温t₀=10℃，末温t=60℃，g=10N/kg，c=4.2×10³J/（kg·℃），总太阳能为Q_总=3.36×10⁷J
求：（1）质量m=？；（2）对水做的功W=？；（3）转化效率η=？
解：（1）∵ρ=

m

V

∴水的质量m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg；
（2）水的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N，
对水做的功W=Gh=800N×12m=9600J；
（3）水吸收的热量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg·℃）×80kg×（60℃-10℃）=1.68×10⁷J，
转化效率η=

Q

Q总

×100%=

1.68×107J

3.36×107J

×100%=50%．
答：（1）水的质量是80kg；
（2）对水做的功为9600J；
（3）该热水器将太阳能转化为内能的效率为50%．
已知：水的体积V=80L=80×10^-3m³，高度h=12m，初温t₀=10℃，末温t=60℃，g=10N/kg，c=4.2×10³J/（kg·℃），总太阳能为Q_总=3.36×10⁷J
求：（1）质量m=？；（2）对水做的功W=？；（3）转化效率η=？
解：（1）∵ρ=

m

V

∴水的质量m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg；
（2）水的重力G=mg=80kg×10N/kg=800N，
对水做的功W=Gh=800N×12m=9600J；
（3）水吸收的热量Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg·℃）×80kg×（60℃-10℃）=1.68×10⁷J，
转化效率η=

Q

Q总

×100%=

1.68×107J

3.36×107J

×100%=50%．
答：（1）水的质量是80kg；
（2）对水做的功为9600J；
（3）该热水器将太阳能转化为内能的效率为50%．