Question

4．有一种电能辅助式太阳能热水器，将它安装在阳光充足的水平台面上，并注满水．晴天时它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.5m²，阴雨天时用电加热．铭牌上的部分参数如表所示．

型       号	JLD-88
水 容 量/L	100
电热管功率	2000W
自身质量/kg	40

（1）热水器水箱中注满水时，水的质量为多少千克？
（2）宁波地区（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． 若每天日照时间按10h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50%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？[ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）说出使用太阳能的优缺点各一个，优点是节约能源（或无污染），缺点是受天气情况的影响．

Answer 1

分析 （1）已知容积与水的密度，由密度公式的变形公式可以求出水的质量．
（2）已知面积与单位面积上获得的太阳能、光照时间，可以求出一天接受的太阳能，由热量公式的变形公式可以求出水升高的温度．
（3）太阳能热水器，从节能、环保、安全等方面分析回答．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，热水器水箱中注满水时水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.1m³=100kg；
（2）一天获得的太阳能：
E=2.8×10⁶J/（h•m²）×10h×1.5m²=4.2×10⁷J，
水吸收的热量：
Q=ηE=4.2×10⁷J×50%=2.1×10⁷J，
由Q=cm△t可得，水升高的温度：
△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=50℃；
（3）太阳能热水器的优点：利用的是太阳能，可以节约能源，并且无污染；缺点：受天气情况的影响．
答：（1）热水器水箱中注满水时，水的质量为100kg；
（2）太阳能热水器一天中接收的太阳能（E）约为4.2×10⁷J，若这些太阳能有50%被热水器中的水吸收，则可使水温升高50℃；
（3）节约能源（或无污染）；受天气情况的影响．

点评 本题考查了求水的质量、接受的太阳能、水的温度变化、对太阳能的认识等，本题难度不大，从题中获取所需信息、应用基础知识即可正确解题．