Question

有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下图所示．将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．

型号	JL-88
水容量/（L）	80
自身质量/（kg）	40

（1）宿迁地区（晴天）平均每平方米面积上每小时接受的太阳能约为2.8×10⁶J，若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h计算，则它在一天中接受的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？
（2）若该热水器一天中接受的太阳能由燃烧煤气（q=4.2×10⁷J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克的煤气？
（3）说出当前在利用太阳能方面所面临的主要困难（可从自然因素或技术因素等方面考虑，说出两点即可）．

Answer 1

分析：（1）根据题意求出一天中接受的太阳能；根据ρ=

m

V

求出水的质量，根据Q=cm△t求出水升高的温度；
（2）根据Q=mq求出燃烧煤气的质量；
（3）太阳能节能、环保，取之不尽用之不竭，但现在太阳能的效率比较低．

解答：解：（1）接受的太阳能E=2.8×10⁶J/（h?m²）×8h×1.5m²=3.36×10⁷J；
∵ρ=

m

V

∴水的质量m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
Q_吸=60%E=60%×3.36×10⁷J=2.016×10⁷J，
∵Q=cm△t
∴水升高的温度：
△t=

Q吸

cm

=

2.016×107J

4.2×103J/(kg?℃)×80kg

=60℃；
（2）Q_放=Q_吸=2.016×10⁷J，
∵Q=mq
∴完全燃烧煤气的质量：
m′=

Q放

q

=

2.016×107J

4.2×107J/kg

=0.8kg．
（3）当前在利用太阳能方面所面临的主要困难：①受天气、环境影响；②转换效率低，提供的功率小．
答：（1）它在一天中接受的太阳能（E）约为3.36×10⁷J；
可使水温升高60℃；
（2）需要完全燃烧0.8kg的煤气；
（3）①受天气、环境影响；②转换效率低，提供的功率小．

点评：这是一道综合性很强的题目，要求知识的系统性要很强才能完成题目的解答．对于大型计算题要注意两点：（1）公式及变形公式的正确运用；（2）掌握知识与知识的内在联系．