Question

9．如圖所示是現(xiàn)在一些城市的道路兩邊安裝的一種“風(fēng)光互補路燈”，它頭頂小風(fēng)扇，肩扛太陽能電池板，風(fēng)扇在風(fēng)中不停的轉(zhuǎn)動，儼然一道亮麗的風(fēng)景．它不需要挖路面埋管鋪設(shè)輸電線路，無風(fēng)有光時，通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)無光時通過風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，二者皆備時同時發(fā)電，并可日夜為蓄電池充電．以一桿傳統(tǒng)的路燈和該新穎路燈對比，“風(fēng)光互補路燈”1年大約可以節(jié)省電能3.6×10⁹J，減少碳粉塵排放300kg．請回答下列問題：
（1）若煤炭的熱值為3×10⁷J/kg，一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭多少千克？
（2）若每年節(jié)約的能量有14%被水吸收，可將多少千克的水由20℃加熱到沸騰？（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃）、大氣壓強為標準大氣壓）

Answer 1

分析 （1）已知節(jié)省的電能和煤炭的熱值，根據(jù)Q=mq求出一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭的質(zhì)量；
（2）根據(jù)題意求出水吸收的熱量，再根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出可加熱到沸騰水的質(zhì)量．

解答 解：
（1）根據(jù)題意可知，煤炭放出的熱量Q_放=3.6×10⁹J，
根據(jù)Q_放=mq，
所以一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭的質(zhì)量：
m_煤炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3.6×1{0}^{9}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=120kg；
（2）根據(jù)題意可知，水吸收的熱量：
Q_吸=3.6×10⁹J×14%=5.04×10⁸J，
根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀），
所以可加熱到沸騰水的質(zhì)量：
m_水=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{5.04×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=1500kg．
答：
（1）一盞這樣的路燈每年可節(jié)約煤炭120kg；
（2）可將1500kg的水由20℃加熱到沸騰．

點評 對于此類結(jié)合現(xiàn)代科技考查物理知識的題目，是現(xiàn)在中考的熱點，解決此類問題時要緊扣物理考點，認真分析作答