Question

6．有一款太阳能热水器，其盛水容量为80L，将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．
（1）若我市（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为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，则它一天中接收的太阳能（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？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若该热水器一天中接收的太阳能，由完全燃烧某种燃料来获得，需要完全燃烧这种燃料0.8㎏，则这种燃料的热值是多大？
（3）请你：
①从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；
②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难（可从自然因素或技术因素等方面思考）．

Answer 1

分析 （1）根据题意计算一天接收的太阳能；先计算水的质量和水吸收的热量，再由Q=cm△t计算水温升高的度数；
（2）由Q=mq计算这种燃料的热值；
（3）由环境污染和天气等方面分别解答．

解答 解：
（1）由题可得，一天中接收的太阳能：
E=2.8×10⁶J/（m²•h_^）×1.5m²×8h=3.36×10⁷J；
水吸收的热量：
Q_吸=ηE=60%×3.36×10⁷J=2.016×10⁷J，
由密度公式可得：80L水的质量为m=ρV=1.0×10³kg/m³=80㎏，
由Q_吸=cm（t-t₀）得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=60℃；
（2）Q_放=mq，则这种燃料的热值：
q=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.36×1{0}^{7}J}{0.8kg}$=4.2×10⁷J/kg；
（3）①利用太阳能可节约化石类能源；减少环境污染；②受天气影响（或“受夜晚影响”）；或转换效率低，或提供的功率小．
答：（1）它一天中接收的太阳能（E）约为3.36×10⁷J，若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高60℃；
（2）这种燃料的热值是4.2×10⁷J/kg；
（3）①利用太阳能可节约化石类能源；减少环境污染；②受天气影响（或“受夜晚影响”）；或转换效率低，或提供的功率小．

点评 本题考查了热量计算公式、热值公式的应用以及对太阳能优缺点的认识和理解，难度不大．