Question

13．有一款太陽能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如表所示．將它安裝在陽光充足的水平臺面上，并送滿水．
（1）河源地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為2.8×10⁶J．若該熱水器接受太陽能的有效面積為2m²，每天日照時間按8h計算，則它一天中接收的太陽能約為多少？
（2）若這些太陽能有60%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

型       號	JL-88
水 容 量/L	80
自身質(zhì)量/kg	40

（3）若該熱水器一天中接收的太陽能，由燃燒煤氣（熱值q=4.2×10⁷J/kg）來獲得，則需要完全燃燒多少千克煤氣？

Answer 1

分析 （1）首先計算1.5m²每小時接收的太陽能，然后乘以每天日照時間按8h，就可計算出一天中接收的太陽能；
（2）一天中接收的太陽能乘以效率就是被水吸收的熱量，最后根據(jù)熱量的變形公式，計算升高的溫度．
（3）求出了一天中接收的太陽能，根據(jù)Q=mq的變形公式來計算燃燒煤氣的質(zhì)量．

解答 解：
（1）一天中接收的太陽能：
E=2.8×10⁶J/（m²•h）×2m²×8h=4.48×10⁷J，
（2）Q_吸=ηE=60%×4.48×10⁷J=2.688×10⁷J，
由ρ=$\frac{m}{V}$得水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
由Q=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.688×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=80℃；
（3）由題知，Q=E=4.48×10⁷J，
由Q=mq得，煤氣的質(zhì)量為：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{4.48×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=1.07kg．
答：（1）一天中接收的太陽能約為4.48×10⁷J；（2）可使水溫升高80℃；（3）需要安全燃燒1.07kg煤氣．

點評 題考查了太陽能熱水器的利用率、吸熱公式計算、燃料燃燒放熱計算及太陽能應(yīng)用，知識點多、綜合性強，要求靈活運用公式或規(guī)律求解，屬于中檔題．