Question

9．人類對能源的需求越來越大，世界能源危機日益突出．如何充分利用和開發(fā)新能源，實現(xiàn)低碳減排，已成為世界各國共同關(guān)注的問題． 我國倡導“低碳減排，綠色生活”．目前，我國在開發(fā)、利用太陽能方面發(fā)展最快、最具潛力．
（1）你認為利用太陽能有哪些好處？
（2）太陽能路燈已成為許多城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的一道靚麗的風景線（如圖甲所示）．太陽能路燈的太陽能電池板一般是由晶體態(tài)硅制成的，它能直接把太陽能轉(zhuǎn)化成電能，其主要材料是C
A．磁性材料       B．納米材料       C．半導體        D．超導體
（3）太陽能熱水器以節(jié)能、環(huán)保等特點為很多家庭所使用，太陽能熱水系統(tǒng)主要元件包括集熱板、儲存裝置及循環(huán)管路三部分．如果遇到陰雨連綿的天氣，太陽能熱水器的水就達不到所需要的溫度．為此人們研制出了太陽能、電能兩用熱水器．小蘭家就剛剛安裝了一臺這樣的熱水器，如圖乙所示，它的容積為120L．求：
①若此熱水器裝滿20℃的水，要使水溫升高到40℃，需要吸收多少熱量？
②小蘭從產(chǎn)品使用說明書中了解到，該電加熱器的額定電壓為220V，額定功率為2kW．若水箱中的水用電加熱器來加熱，仍使?jié)M箱水的溫度從20℃升高到40℃，需要電加熱器正常工作多長時間？（假定所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）

Answer 1

分析 （1）太陽能熱水器利用太陽能，不僅節(jié)省了能源，而且比較環(huán)保；
（2）根據(jù)材料的分類：導體、半導體、絕緣體和太陽能電池板的材料進行解答；
（3）利用吸熱公式Q=cm△t可計算吸收熱量的多少；
（2）用電加熱器來加熱時，假定所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則W=Q，利用公式t=$\frac{W}{P}$計算加熱時間．

解答 解：
（1）利用太陽能的好處：無污染、環(huán)保、可再生（或取之不盡、用之不竭）；
（2）太陽能電池板是由晶體態(tài)硅制成的，硅屬于半導體；
（3）水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×120×10^-3m³=120kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×120kg×（40℃-20℃）=10.08×10⁶J．
（2）假定所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則W=Q，
所以t=$\frac{W}{P}$=$\frac{{Q}_{吸}}{P}$=$\frac{10.08×1{0}^{6}J}{2000W}$=5.04×10³s=84min．
故答案為：（1）無污染、環(huán)保、可再生（或取之不盡、用之不竭）；（2）C；（3）若此熱水器裝滿20℃的水，要使水溫升高到40℃，需要吸收10.08×10⁶J熱量；②需要電加熱器正常工作84min．

點評 本題考查了電功率的計算、熱量的計算，還涉及到了太陽能的優(yōu)點、材料的分類和環(huán)境保護等，知識點較多，綜合性強．