Question

1．太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计（温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见），放在阳光下曝晒．每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：

塑料袋颜色	水的质量m（kg）	初温t0℃	温度t1℃	温度t2℃	温度t3℃	…
黑色	1	15	22.3	27.8	31.5	…
白色	1	15	16.5	17.8	19	…

根据上述数据回答下列问题：
（1）太阳能热水器工作时，发生的是能量转化还是能量的转移？答：转化；
（2）通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以黑色为宜；
（3）小刚家原来用液化石油气烧水，每天约用60℃的热水100kg．现选用了一台简易的太阳能热水器，
①若这台热水器夏天平均每天可将初温20℃质量为100kg的水加热温度升高到60℃，这些水吸收的热量为多少？
②若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值为8.0×10⁷J/kg）
③请你说出使用太阳能热水器的优缺点各一点．

Answer 1

分析 （1）太阳能热水器用的是太阳能，用来加热水，是将太阳能转化为内能；
（2）通过表中数据分析出答案；
（3）①根据Q=cm（t-t₀）计算出答案；
②根据Q_放=mq求出液化石油气的质量；
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）太阳能热水器工作时，将太阳能转化为内能；
（2）通过表中数据可以看出，太阳能热水器的集热管中装有相同质量的水，照射相同的时间，表面颜色为黑色时，水的温度升的高；
（3）①水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁷J；
②液化石油气燃烧放出的热量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{70%}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{70%}$=2.4×10⁷J，
由Q_放=mq
得节约液化石油气的质量：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{8×1{0}^{7}J/kg}$=0.3kg；
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．
故答案为：
（1）转化；
（2）黑色；
（3）①水吸收的热量为1.68×10⁷J；
②平均每天可节约液化石油气0.3kg；
③优点：可以节约能源，并且无污染；缺点：受天气情况的影响．

点评 本题考查了学生对吸热公式、太阳能热水器特点及能量转化的了解与掌握，属于基础题目．