Question

【题目】（9分）下面是小明在学习《能源的利用》后收集到的有关太阳能的资料：

太阳能是人类最基本的能源，它无污染，免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长，当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为E0 =1.0×103J。太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中……

恰好，小明的邻居小华家最近买了一台某型号的太阳能热水器，他仔细阅读了使用说明书，并记录了铭牌上的有关内容如右表中所示。

试问：（1）该太阳能热水器在1小时的时间内接收到的太阳能是多少J？

（2）若得到的太阳能一半被水箱里的冷水（冷水温度20℃、质量 100kg）所吸收，能够使水的温度升高多少℃，？[水的比热容： 4.2×103J/(kg·℃)]

（3）若改用燃烧天然气来加热，需要完全燃烧多少天然气？（ 不计热损失，天然气的热值为8.4×l07J/m3 ，结果需保留三位小数）

Answer 1

【答案】

【解析】

试题分析：（1）该热水器在t=1h=3600s内吸收的太阳能为Q太=E0 ×t×S=1.0×103J×3600×1.5=5.4×106J； (2)由已知可得：水吸收的热量为Q吸=Q太×1/2=5.4×106J×1/2=2.7×106J，由Q吸=c水m水Δt得，Δt=Q吸/c水m水=2.7×106J/[4.2×103J/(kg·℃)×100kg]=6.4℃；（3）不计热损失，完全燃烧天然气放出的热量：Q放=qV气=Q吸，所以V气=Q吸/q=2.7×106J/8.4×l07J/m3=0.03m3。