Question

（2012?长丰县模拟）随着人们节能和保护环境意识的提高，大部分家庭都已使用了太阳能热水器．有一种太阳能、电能两用热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.6m²，能接收的太阳能的40%转化为水的内能（如图），该太阳能的铭牌如下表所示．
（1）晴天时，用太阳能加热，每年六月份，某地区向着阳光的地方平均每1m²的面积在1h内得到的太阳能为4.2×10⁶J，如果每天接收太阳能的时间以1h计算，可以将150kg、初温为20℃的水加热到多少摄氏度？[水的比热容c=4.2×10³J/kg?℃]
（2）如果遇到阴雨天用电加热，每年6月份，热水器在额定电压下工作时，将上述同样质量初温的水加热到同样的温度需多长时间？（假定所消耗的电能全部转化为水的内能）
（3）请你说说使用太阳能的好处．

型号	ERTH-100B
额定功率	1400W
额定电压	220V
容量	150L
外形尺寸	9605    554    66mm3

Answer 1

分析：（1）根据题目的已知条件，太阳能的面积、接收时间，先计算太阳能接收的热量，再利用热量公式Q=cm△t计算水的末温度；
（2）已知电释放的热量、功率求时间，利用电功率的公式p=

W

t

计算；
（3）太阳能的特点：太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染．

解答：解：（1）据题意可知：
水能够吸收的热量：
Q_吸=4.2×10⁶J/（m²?h）×1.6m²×10h×40%=2.688×10⁷J；
∵Q_吸=cm（t-t₀）
∴t=

Q

cm

+t₀=

2.688×107J

4.2×103J/(kg?℃)×150kg

+20℃=42.7℃+20℃=62.7℃
（2）∵Q_吸=Pt；
∴需要的时间t=

Q吸

p

=

2.688×107J

1400w

=1.92×10⁴s
答：（1）晴天时，用太阳能加热，每年六月份可以将150kg、初温为20℃的水加热到62.7℃；
（2）如果遇到阴雨天用电加热，每年6月份，热水器在额定电压下工作时，将上述同样质量初温的水加热到同样的温度需1.92×10⁴s；
（3）节能、环保、太阳能取之不尽等．

点评：本题考查了热量公式的运用和计算能力，也进一步考查对太阳能的认识，以及节约能源的意识．