Question

8．阅读下面的短文，回答问题．
太阳能热水器
太阳能热水器可以利用太阳能把水从低温加热到高温．
如图1所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空．如图2所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．
玻璃吸热管工作原理如图2所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热．向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上流动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下流动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度．玻璃吸热管具有吸热保温作用．

向某品牌太阳能热水器注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．
（1）太阳能热水器是通过热传递方式改变水的内能．跟燃气热水器相比，太阳能热水器的优点是节能环保．
（2）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×10⁶J．
（3）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是30%．
（4）你认为影响太阳能热水器效率的因素有哪些？

Answer 1

分析 （1）改变内能的方式有两种：做功和热传递；太阳能热水器的优点是节能环保；
（2）知道水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求水吸收的热量；
（3）利用效率公式求出加热效率；
（4）从多方面考虑影响效率的因素．

解答 解：（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，将内能传递给管内的水，使水的内能增大；太阳能的优点是：节能环保；
（2）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（50℃-10℃）
=8.4×10⁶J；
（3）该热水器的效率为：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{接}}$×100%
=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.8×1{0}^{7}J}$×100%
=30%
（4）影响太阳能热水器效率的因素有：水箱的保温效果差；吸热管的接受面的大小；吸热管材料性能的优差等．
答：（1）热传递；节能环保；
（2）这段时间该热水器中的水吸收的热量是 8.4×10⁶J．
（3）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是 30%．
（4）影响太阳能热水器效率的因素有：水箱的保温效果差；吸热管的接受面的大小；吸热管材料性能的优差等．

点评 本题考查了学生对吸热公式和效率公式的运用，要学会审题，从复杂的题干中搜集有用信息，计算时注意温度升高了（△t）、升高（△t）和升高到（末温）的区别．