Question

3．當今太陽能熱水器已經(jīng)在廣安城鄉(xiāng)用得非常普遍了，如圖所示．已知某太陽能熱水器在冬季有效日照時段里，能將8℃、100L水加熱到38℃．請解答：[水的比熱容為4.2×10³J/（kg℃），水的密度為1.0×10³kg/m³]
（1）太陽能屬于一次能源？（選填“一次”或“二次”）
（2）熱水器中水的質量是多少？
（3）在此過程中，水吸收了多少熱量？
（4）若此期間太陽輻射到熱水器的熱量為4.2×10⁷J，則該熱水器的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）直接從自然界得到的能源叫一次能源，通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源；
（2）知道太陽能熱水器中水的體積，根據(jù)m=ρV求出水的質量；
（3）知道水的質量和初溫、末溫以及比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（4）知道水吸收的熱量和太陽輻射到熱水器的熱量，根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$×100%求出該熱水器的效率．

解答 解：（1）太陽能是能夠從自然界直接獲得的，屬于一次能源；
（2）太陽能熱水器中水的體積：
V=100L=100dm³=0.1m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的質量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg；
（3）在此過程中，水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（38℃-8℃）
=1.26×10⁷J；
（4）該熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$×100%=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J}$×100%=30%．
答：（1）一次；
（2）熱水器中水的質量是100kg；
（3）在此過程中，水吸收了1.26×10⁷J的熱量；
（4）該熱水器的效率是30%．

點評 本題考查了能源的分類和密度公式、吸熱公式、效率公式的應用，計算過程要注意水體積單位的換算．