题目内容
【题目】为了响应“节能减排”的号召,小周家买了一台容积为100 L的太阳能热水器。请你与小周一起,对太阳能热水器进行研究和计算。
(1)太阳能是________能源(选填“可再生”或“不可再生”)。太阳的巨大能量来自于太阳内部的________反应。
(2)小周早晨把热水器加满水,温度传感器显示水温为18 ℃,下午放学时看到显示的水温为78 ℃,则热水器中的水吸收了多少热量?与使用电热水器相比,相当于节约了多少度电_____?[不计电热水器的热量损失,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)该热水器的说明书中介绍,真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能,真有这么高的效率吗?小周查阅资料知道,他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P,小周还需要测量哪些物理量,并运用本题计算的热量Q,就可估测出这台热水器的光热转化效率?写出效率η的表达式____。(用代表物理量的字母表示,不需计算具体数据)
【答案】可再生 核聚变(热核) 7度
【解析】
(1)太阳能可以源源不断的从自然界得到,是可再生能源;太阳能来自于太阳内部的核聚变(热核反应)。
(2)热水器中水的质量
m=ρV=1 000 kg/m3×100×10-3m3=100 kg
水吸收的热量:Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(78 ℃-18 ℃)=2.52×107J
相当于节约电能2.52×107J=7 kW·h=7 度
(3)测出太阳能热水器的有效受光面积S和温度传感器显示两次水温之间的光照时间t,光热转化效率η=×100%
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