Question

9．有一款太陽能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如圖所示．將它安裝在陽光充足的水平臺面上，并送滿水

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

（1）如果（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（E）約為多少？若這些太陽能有50%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？
（2）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？（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（3）說出當前在利用太陽能方面的優(yōu)勢和劣勢．（各答一條）

Answer 1

分析 （1）首先計算2m²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；根據(jù)題意求出水吸收的熱量，由密度公式求出水的質(zhì)量，應(yīng)用熱量公式求出水升高的溫度．
（2）利用放熱公式求出煤氣質(zhì)量；
（3）根據(jù)自己所知道的關(guān)于太陽能的利用方面知識來回答問題．

解答 解：（1）一天中接收的太陽能：
E=2.8×10⁶J/（h•m²）×2m²×8h=4.48×10⁷J．
水吸收的熱量：Q_吸=ηE=50%×4.48×10⁷J=2.24×10⁷J，
由密度公式可知，水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
由Q_吸=cm△t得：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.24×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$≈66.7℃；
（2）由Q=mq得：
m_煤氣=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.48×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$≈1.1kg；
（3）優(yōu)勢：利用太陽能可節(jié)約化石類能源，減少環(huán)境污染；劣勢：受天氣影響，轉(zhuǎn)化效率低．
答：（1）一天中接收的太陽能（E）約為4.48×10⁷J；這些太陽能有50%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高66.7℃．
（2）需要完全燃燒1.1kg煤氣；
（3）優(yōu)勢：利用太陽能可節(jié)約化石類能源，減少環(huán)境污染；劣勢：受天氣影響，轉(zhuǎn)化效率低．

點評 這是一道綜合性很強的題目，要求知識的系統(tǒng)性要很強才能完成題目的解答．對于大型計算題要注意兩點：（1）公式及變形公式的正確運用；（2）知識與知識的內(nèi)在聯(lián)系．