太阳能热水器利用太阳能直接给水加热.请写出它的一个优点清洁无污染清洁无污染．一热水器的水箱内装满50kg的水.在阳光照射一段时间后.水温从20℃升高到60℃.则水吸收的太阳能是8.4×1068.4×106J,设燃气热水器的效率为60%.这相当于节约了热值为4.0×107J/m3的煤气0.350.35m3．[水的比热容为4.2×103J/]．题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

太阳能热水器利用太阳能直接给水加热，请写出它的一个优点

清洁无污染

．一热水器的水箱内装满50kg的水，在阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃，则水吸收的太阳能是

8.4×10⁶

J；设燃气热水器的效率为60%，这相当于节约了热值为4.0×10⁷J/m³的煤气

0.35

m³．[水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）]．

分析：（1）太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染．
（2）知道水的质量、温度升高值，根据吸热公式计算水吸收的太阳能；
（3）知道水吸收的太阳能和燃气热水器的效率为60%，利用Q_放=

Q吸

求出需放出的热量，然后利用Q_放=mq计算需要完全燃烧多少煤气．

解答：解：（1）利用太阳能直接给水加热时，获取方便，安全、清洁，不会给环境带来污染．所以太阳能的优点是方便、安全、清洁无污染，是未来的理想能源．
（2）水吸收的太阳能为：
Q_吸=cm₁△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×50kg×（60℃-20℃）
=8.4×10⁶J；
（3）Q_放=

Q吸

8.4×106J

60%

=1.4×10⁷J，
这些热量相当于节约了的煤气：
m_煤=

Q吸

1.4×106J

4.0×107J/m3

=0.35m³；
故答案为：清洁无污染； 8.4×10⁶；0.35．

点评：本题考查了太阳能热水器使用、吸热公式计算、燃料燃烧放热计算，虽知识点多，但条件已给出，难度不大．

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（2013?潍坊）在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器，该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热．它的铭牌如表格所示．小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m²．他家所在的地区（晴天）每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/（s．m²），即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J．已知g=10N/kg，C_水=4.2×10³J、（kg．℃）．ρ_水=1.0×10³kg/m³．当热水器内蓄满水时，求：

x x牌热水器
型号HM-20	集热管数28支	额定频率50HZ
水箱容积150L	集热管管长180cm	额定电压220V
防水等级A	系统承压3.0MPa	额定功率4000W
自身质量50kg	采光面积2.0m³

（1）热水器对水平台面的压力和压强；
（2）热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度；
（3）热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间．

阅读下列材料，并回答问题：
太阳能热水器
如图是美迪克太阳能热水器，它是利用太阳能来加热的热水器．热水器中的水，经过太阳光线照射，内能增加，温度升高，太阳能热水器就是根据这个原理制成的．太阳能热水器利用多个真空玻璃集热管，管上涂有黑色物质，让集热管能吸收更多的太阳能，管中的冷水经过太阳光线的照射，温度升高，加热后的热水上流，输入贮水器内，贮水器内的冷水流入加热管中，再被加热，如此循环，贮水器内的热水再由管道输出供用户使用．将加热管做成双层玻璃真空管，使吸收进来的太阳能热损失减少，提高了太阳能的吸收效率．
（1）太阳能热水器是通过

热传递

的方式来改变水的内能的．
（2）太阳能热水器集热管上涂有黑色物质，因为

黑色吸热能力最强

，能让集热管吸收更多的太阳能．
（3）将加热管做成双层玻璃真空管，目的是减小

能源是人类社会进行发展的重要物质基础，太阳能处处可以利用，是一种理想的能源．
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？（至少写出两条）
（2）太阳能路灯已成为我市许多城镇、乡村一道靓丽的风景线（如图甲所求）．太阳能路灯的太阳能电池板直接把太阳能转化成电能，并可用蓄电池储存起来．若某小区路灯利用与太阳组电池板相连的蓄电池作是源，蓄电池电压为12V，容量为24A?h（表示安?时），路灯规格为“12V 24W”，则充足电的蓄电池可供电灯正常工作多少时间？
（3）如图乙已走进千家万户的太阳能热水器是采用太阳能转化为热能的方式利用太阳能的．下表提供的是装满水的某种型号的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息．

太阳照射时间/h	太阳能转化为热的效率	水升高的温度/℃	热水器容积/L
8	80	60	100

请根据信息计算：[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
①太阳能热水器照射8h，水吸收的热量是多少？
②热水器平均1h所吸收的太阳能是多少？

如图所示为幸福村小芳家新建楼房的太阳能热水器外观图，热水器的集热管是由深蓝色真空玻璃管构成，储水罐的顶部有几个与空气相连的孔．若每周内有12小时晴朗天气就可保证小芳一家五口人所需热水．如果长时间阴雨天气就必须改为柴油燃烧给储水罐里的水加热．请解决以下问题：
（1）太阳能热水器工作时，把太阳能转化为水的

能．
（2）太阳能热水器利用多个真空玻璃集热管，管上涂有黑色物质，这其中涉及的物理知识有（写一条即可）

．
（3）如果储水罐是底面积为S的圆柱体，罐内水的实际质量为m，加热过程需要使自来水的温度升高△t摄氏度；每平方米每小时吸收的太阳能为E，平均每天太阳照射t小时；太阳能热水器的效率为η，请选用以上数据（用字母表示）推算出集热管的面积至少是多少平方米？（写出推导过程）

在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器，该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热．它的铭牌如表格所示．小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m²．他家所在的地区（晴天）每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/（s．m²），即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J．已知g=10N/kg，c_水=4.2×10³J/（kg．℃）．ρ_水=1.0×10³kg/m³．当热水器内蓄满水时，求：

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（2）热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度；

（3）热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间．

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