Question

15．太阳能是人类最基本的能源，它无污染，无费用，这种能源的使用期和太阳寿命一样长，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，目前已经逐渐出现在我们的生活中，同学在网上下载到了某型号太阳能热水器的有关资料：
（1）若某家庭每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？
（2）与效率为80%的电热水器相比，每天可节约多少电能？

Answer 1

分析 （1）已知水的质量，再根据Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量，根据题意求出需要的时间；
（2）根据题意用电热水器时所需要的电能，即为节约的电能．

解答 解：（1）水吸收的热量为：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（45℃-25℃）=8.4×10⁶J；
由题知Q_吸=1.0×10³J/（m²•s）×1.5m²×t×40%=8.4×10⁶J；
解得：t=1.4×10⁴s；
（2）若用电热水器需要的能量为：Q_吸=80%Q_电
每天可节约多少电能为：
Q_电=$\frac{{Q}_{吸}}{80%}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}}{80%}$=1.05×10⁷J，
答：（1）需要的时间为1.4×10⁴s；
（2）节约1.05×10⁷J的电能．

点评 此题主要考查的是学生对热量计算公式和热值计算公式的理解和掌握，结合生活实际，体现物理来源于生活的新理念．