Question

2．隨著人們生活水平的逐步提高，太陽能熱水器已進入千家萬戶，近年來又有一種集太陽能與電輔熱于一體的壁掛式太陽能正在為很多高層建筑所應用，下表是濟南宏力牌電輔熱式太陽能熱水器的部分參數(shù)，假設熱水器接收到的太陽能全部被水吸收，試求
（1）夏天用溫度為20℃的水將保溫箱充滿，在最好的曝光充分照射下，當水溫恰好達到最高時，需要吸收多少太陽能？假設在沒有陽光照射的情況下用電熱管來加熱達到上述情況，需要消耗多少度電能？（不計熱損失）【c_水=4.2×10³J/（kg•℃）】
（2）簡要寫出一條太陽能熱水器的優(yōu)點．

保溫水箱容積/L	80
采光面積/m2	1.8
水溫/℃	45-88
	30-60
電熱管	功率2000W

Answer 1

分析 （1）先利用密度公式m=ρV求出水的質(zhì)量，再根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；假如這些熱量是由電能提供，故據(jù)W=Q可以計算出消耗的電能，進而換算成千瓦時；
（2）比較太陽能熱水器與普通的電熱水器、煤氣熱水器的不同，可知太陽能熱水器的優(yōu)點．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得保溫箱充滿水時：
水的質(zhì)量m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg；
當最好的日光充分照射下，水溫達到最高值，t=88℃，
所以Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×（88℃-20℃）=2.2848×10⁷J；
1kW•h=3.6×10⁶J；
故2.2848×10⁷J≈6.35kW•h；
（2）普通的電熱水器需消耗電能，煤氣熱水器需消耗煤氣、燃燒時會產(chǎn)生廢氣污染空氣，而太陽能熱水器都避免這些，具有節(jié)能、無污染、環(huán)保、高效利用太陽能．
答：（1）夏天用溫度為20℃的水將保溫箱充滿，在最好的曝光充分照射下，當水溫恰好達到最高時，需要吸收2.2848×10⁷J太陽能；假設在沒有陽光照射的情況下用電熱管來加熱達到上述情況，需要消耗6.35度電能．（2）太陽能熱水器的優(yōu)點是節(jié)能，無污染，環(huán)保，高效利用太陽能．

點評 本題考查了學生熱量的計算和能量的利用率的運用，進一步了解太陽能在生活中的應用，解答時注意計算題的格式和公式的單位統(tǒng)一．