Question

太陽能集熱器是直接利用太陽能的一種裝置，它是利用太陽能給水加熱．小明利用周末調(diào)查了家庭用太陽能熱水和燃?xì)鉄崴�器的初裝費(fèi)、使用年限等數(shù)據(jù)見下表．

熱水器名稱	初裝費(fèi)	使用年限
太陽能	1500元	15年
燃?xì)馐?/TD>	800元	3年

（1）請你根據(jù)學(xué)過的知識和生活常識，分析使用那種熱水器更好些？為什么？
（2）請你判斷在15年內(nèi)，使用那種熱水器更經(jīng)濟(jì)？
（3）若你幫助家長選購，你認(rèn)為選上是哪一種熱水器？簡述理由．
（4）用太陽能熱水器將100kg的水從20℃加熱到50℃，這些水至少要吸收多少太陽能？相當(dāng)于燃燒多少米³天然氣放出的熱量？（q=8×10⁷J/m³）

Answer 1

分析：（1）從安全的角度和環(huán)保的角度來分析．
（2）和（3）要從四個方面來考慮，一是初裝費(fèi)、使用年限、使用的安全性和環(huán)保的角度來分析．
（4）已知水的質(zhì)量、溫度變化和比熱容，可利用公式Q=Cm△t計算吸收的熱量；再根據(jù)Q=Vq求需要天然氣的體積．

解答：解：（1）太陽能屬于一次能源和可再生能源，在使用過程安全性比較高，并且對環(huán)境沒用影響，而燃?xì)庠谌紵�過程中有一定的危險，并且燃料的利用率比較低，對環(huán)境有一定的污染．
（2）從表可知，在15年內(nèi)，太陽能熱水器使用了一個，其初裝費(fèi)為1500元，而燃?xì)鉄崴�器使用了三個，其初裝費(fèi)為3×800元為2400元，所以，使用太陽能熱水器更經(jīng)濟(jì)．
（3）從（2）可知，從使用年限和初裝費(fèi)來看，使用太陽能熱水器更經(jīng)濟(jì)，從安全性來看，使用太陽能熱水器的安全性更高，從環(huán)保的角度來看，使用太陽能熱水器更環(huán)保，并且可以節(jié)約能源，綜上所述，我認(rèn)為應(yīng)該選太陽能熱水器．
（4）∵c=4.2×10³J/（kg?℃），m=100kg，△t=t-t₀=50℃-20℃=30℃，
∴Q_放=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×30℃=1.26×10⁷J．
∵Q_放=m′q，
∴V=

Q放

q

=

1.26×107J

8×107m3

=0.1575m³．
答：（1）太陽能屬于一次能源和可再生能源，在使用過程安全性比較高，并且對環(huán)境沒用影響，而燃?xì)庠谌紵�過程中有一定的危險，并且燃料的利用率比較低，對環(huán)境有一定的污染．
（2）在15年內(nèi)，使用太陽能熱水器更經(jīng)濟(jì)．
（3）我認(rèn)為應(yīng)該選太陽能熱水器，從（2）可知，從使用年限和初裝費(fèi)來看，使用太陽能熱水器更經(jīng)濟(jì)，從安全性來看，使用太陽能熱水器的安全性更高，
從環(huán)保的角度來看，使用太陽能熱水器更環(huán)保，并且可以節(jié)約能源，綜上所述，我認(rèn)為應(yīng)該選太陽能熱水器．
（4）這些水至少要吸收1.26×10⁷J的太陽能，相當(dāng)于燃燒0.1575米³天然氣放出的熱量．

點(diǎn)評：本題考查了熱量的計算，以及對太陽能這種新能源的認(rèn)識，同時培養(yǎng)了學(xué)生的安全意識和環(huán)保意識．