Question

9．有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如图所示．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）如果（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2m²，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50%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收的太阳能由燃烧煤气（热值q=4.2×10⁷J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？（结果保留一位小数）
（3）说出当前在利用太阳能方面的优势和劣势．（各答一条）

Answer 1

分析 （1）首先计算2m²每小时接收的太阳能，然后乘以每天日照时间按8h，就可计算出一天中接收的太阳能；根据题意求出水吸收的热量，由密度公式求出水的质量，应用热量公式求出水升高的温度．
（2）利用放热公式求出煤气质量；
（3）根据自己所知道的关于太阳能的利用方面知识来回答问题．

解答 解：（1）一天中接收的太阳能：
E=2.8×10⁶J/（h•m²）×2m²×8h=4.48×10⁷J．
水吸收的热量：Q_吸=ηE=50%×4.48×10⁷J=2.24×10⁷J，
由密度公式可知，水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
由Q_吸=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.24×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$≈66.7℃；
（2）由Q=mq得：
m_煤气=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.48×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$≈1.1kg；
（3）优势：利用太阳能可节约化石类能源，减少环境污染；劣势：受天气影响，转化效率低．
答：（1）一天中接收的太阳能（E）约为4.48×10⁷J；这些太阳能有50%被热水器中的水吸收，则可使水温升高66.7℃．
（2）需要完全燃烧1.1kg煤气；
（3）优势：利用太阳能可节约化石类能源，减少环境污染；劣势：受天气影响，转化效率低．

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）知识与知识的内在联系．