Question

1．太陽(yáng)能以它安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)越來越被人們所重視，太陽(yáng)能熱水器是太陽(yáng)能的利用之一．某太陽(yáng)能、電能兩用熱水器，它接收太陽(yáng)能的真空鍍膜管的總有效面積為2.5m²，它的電熱水器的銘牌見表：

型 號(hào)	EWH-100B
額定容量	100L
額定電壓	220V
額定功率	1000W

（1）晴天時(shí)，用太陽(yáng)能加熱，若每年6月份，岳陽(yáng)地區(qū)向著陽(yáng)光的地方平均每1m²的面積在1h內(nèi)得到的太陽(yáng)輻射能約為2.1×10⁶J，如果每天接收太陽(yáng)能的時(shí)間以8h計(jì)算，每天接收的太陽(yáng)能為多少？
（2）若這些太陽(yáng)能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，每天可以將100kg、20℃的水加熱到多少攝氏度？[C_水=4.2×10³J/（kg℃）]
（3）如果遇到連續(xù)陰雨天，用電能加熱，在額定電壓下工作時(shí)，將上述同樣質(zhì)量、初溫的水加熱到同樣的溫度約需要多少小時(shí)？（假定所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，最后結(jié)果取整數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意計(jì)算出太陽(yáng)能釋放的能量，即為功率×?xí)r間×面積；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)化效率和熱量的計(jì)算公式為Q=cm（t-t₀），可以計(jì)算出水的末溫；
（3）當(dāng)用電能加熱時(shí)，電能釋放的能量與水吸收的熱量是相等的，根據(jù)W=Pt，從而計(jì)算出需要的時(shí)間；

解答 解：（1）每天接收的太陽(yáng)能：
Q_總=2.1×10⁶J/（h•m²）×2.5m²×8h=4.2×10⁷J；
（2）水所吸收的熱量為：
Q_吸=Q_總η=4.2×10⁷J×50%=2.1×10⁷J，
由Q=cm（t-t₀）得：
水的末溫為：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/kg×100kg}$+20℃=70℃；
（3）由題意知，消耗的電能W=Q_吸=2.1×10⁷J，
由W=Pt得：
用電能所需要的時(shí)間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{1000W}$=21000s≈6h．
答：（1）每天接收的太陽(yáng)能為4.2×10⁷J；
（2）每天可以將100kg、20℃的水加熱到70℃；
（3）將上述同樣質(zhì)量、初溫的水加熱到同樣的溫度約需要6h．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了學(xué)生對(duì)熱量、轉(zhuǎn)化效率、電功率計(jì)算公式的認(rèn)識(shí)和理解，難度不大．