Question

小明家安裝一臺熱水器，商家給他提供一份家庭用太陽能熱水器與燃?xì)鉄崴�器的初裝費(fèi)和使用年限對比表，見下表：

熱水器名稱	太陽能	燃?xì)?/TD>
初裝費(fèi)	1700元	800元
使用年限	16年	4年
可能發(fā)生人身事故嗎？
對環(huán)境有污染嗎？

（1）請你根據(jù)學(xué)過的知識和生活常識填寫上表的空白處．
（2）在16年內(nèi)使用哪種熱水器更經(jīng)濟(jì)？
（3）若你幫助小明家來選購，你認(rèn)為應(yīng)選用上述哪一種熱水器？簡述理由．
（4）用太陽能熱水器將2.5×10⁴kg的水從20℃加熱到54℃，這些水至少吸收多少太陽能？
（5）若加熱上述相同的水，改用熱值為7×10⁷J/m³的天然氣燃?xì)鉄崴�器加熱，且天然氣燃�(xì)馊紵龝r只有51%的能量被水吸收，那么需要多少的天然氣？

Answer 1

分析：（1）太陽能熱水器是利用太陽光對水加熱，對環(huán)境沒有污染，燃?xì)馐綗崴�器是利用燃燒天然氣對水加熱，對環(huán)境有一定的污染，使用不當(dāng)會對人體有傷害；
（2）太陽能熱水器是一次性投資可以用16年，使用燃?xì)馐綗崴�器不是一次性投資，還要加上使用天然氣的費(fèi)用；
（3）從環(huán)保角度和節(jié)省費(fèi)用兩方面考慮，選擇太陽能熱水器；
（4）根據(jù)熱量的計(jì)算公式Q=cm△t計(jì)算，c=4.2×10³J/（kg?℃）；
（5）根據(jù)Q=qV計(jì)算得出吸收的熱量，再根據(jù)利用率計(jì)算得出需要的天然氣．

解答：解：（1）太陽能熱水器是利用太陽光對水加熱，對環(huán)境沒有污染，對人體也沒有傷害；燃?xì)馐綗崴�器是利用燃燒天然氣對水加熱，對環(huán)境有一定的污染，使用不當(dāng)會對人體有傷害；
    （2）太陽能熱水器一次性投資1700元可以用16年，而燃?xì)馐綗崴�器需要用天然氣加熱，這800元不包括使用天然氣的費(fèi)用；
    （3）選用太陽能熱水器，理由一是太陽能熱水器環(huán)保對人體無傷害，二是使用太陽能熱水器比較經(jīng)濟(jì)，長期使用節(jié)省費(fèi)用；
    （4）根據(jù)Q=cm△t得：
     Q=cm（t-t₀） 
=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5×10⁴kg×（54℃-20℃）
=3.57×10⁹J；
    （5）改用天然氣時吸收的熱量是相同的，根據(jù)Q=qV得，天然氣完全被利用時需要的體積是：
     V=

Q

q

=

3.59×109J

7×107J/m3

=51m³，
     又∵天然氣燃?xì)馊紵龝r只有51%的能量被水吸收，
     即，V=0.51×V_總，
∴V_總=100m³．
答：（1）不可能、可能；
         沒有、有；
   （2）太陽能熱水器；
   （3）選用太陽能熱水器，理由一是太陽能熱水器環(huán)保對人體無傷害，二是使用太陽能熱水器比較經(jīng)濟(jì)，長期使用節(jié)省費(fèi)用；
   （4）這些水至少吸收3.57×10⁹J太陽能；
   （5）需要100m³的天然氣．

點(diǎn)評：從環(huán)保角度和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)考慮選用合適的熱水器，天然氣是氣體，熱量的計(jì)算公式Q=qV，單位是J/m³，求出的體積單位是m³．