重庆南开中学为改善学生住宿条件,学生宿舍采用空气能热水器提供热水(如图所示).空气能热水器是吸收空气的热能来制造热水的装置,其耗能约为电热水器的四分之一.空气能属于可再生的新能源,拥有先天的节能环保的优势.空气能热水器有一个很重要的指标是能效比,它是指水箱中的水吸收的内能(Q)与空气能热水器消耗的电能(W)的比值(η).能效比越高,说明热水器的制热效果越好.
下表为某品牌空气能热水器正常工作1h时测得相关数据:
电源电压/V | 消耗的电能/J | 水箱容量/L | 进水温度/℃ | 出水温度/℃ | 能效比 |
220 | 3.6×106 | 60 | 20 | 60 | 7 |
(1)满箱水从进水温度加热到出水温度时水吸收的热量;
(2)该空气能热水器的能效比:
(3)若改用锅炉烧水,假设煤炭完全燃烧所释放的能量有21%被水吸收,则把满箱水从20℃加热到60℃需要消耗多少kg的煤炭?[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),煤炭的热值q煤=3.0×107J/kg].