Question

近几年来我市冬季蔬菜价格逐年攀升，但种植蔬菜的大棚数量却逐年减少，小刚调查发现，煤炭价格上涨是导致蔬菜成本上升的重要原因。为此小刚想，能否利用所学的知识对大棚进行节能改造，评估利用太阳能和电能为大棚提供能源的可行性．查阅资料可知，本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上每天可接收的太阳能是1.68×l0⁷J，煤的热值为3×l0⁷J /kg，请你帮助他完成下列计算，为小刚的评估提供依据。

(1)如果这些能量的90％被水吸收，可使多少千克的水从20℃升高到70℃。

(2)用集热管每平方米每天接收的太阳能替代煤，可节约煤多少千克?  (煤完全燃烧)

(3)如果用3kW的电热器加热这些水，需要多长时间?  (不计热损失)

(4)请写出一条太阳能的优点或缺点。

Answer 1

  (1) Q_吸=ηW=1.68×10⁷J×90%=1.512×10⁷J

m =Q_吸/c (t—t₀)= 1.512×10⁷J/ 4.2×10³J/(kg·℃)×(70℃—20℃)=72kg

  (2) Q _放=W=1.68×10⁷J  

m= Q _放/q=1.68×10⁷J/3×10⁷J/kg =0.56kg

(3)3kW=3000W

  t=W/P= Q_吸/P=1.512×10⁷J/3000W=5040s

 (4)来源广、无污染、可再生等    受天气影响，不稳定等