Question

太陽(yáng)能熱水器廣受人們青睞．資料表明，晴天地面附近垂直于陽(yáng)光的表面接收到的太陽(yáng)能量平均為1.0×10³J/（m²?s），即在1s內(nèi)每平方米的面積上接收到的太陽(yáng)能是1.0×10³J．
（1）某晶牌太陽(yáng)能熱水器可以將接收到太陽(yáng)能的40%用來(lái)給水加熱，其集熱器接收陽(yáng)光垂直照射的有效面積為2m²，現(xiàn)向貯水箱中注人工100kg、20℃的水，則晴天曝曬在陽(yáng)光下8 h，貯水箱中水的溫度可升高到多少℃？（假定水的質(zhì)量保持不變）
（2）請(qǐng)從能源利用和環(huán)境保護(hù)兩方面談?wù)劥罅﹂_(kāi)發(fā)和推廣使用太陽(yáng)能的意義．

Answer 1

分析：（1）太陽(yáng)能熱水器釋放的熱能E40%=Q_吸，要計(jì)算水升高到多少，必須先計(jì)算水可升高多少溫度．熱量的計(jì)算公式為Q=cm△t，單位為：J．根據(jù)熱量的計(jì)算公式可算出水升高的溫度．
（2）太陽(yáng)能的特點(diǎn)：太陽(yáng)能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染．

解答：解：（1）熱水器上接收到的太陽(yáng)能E=8×3600×2×1.0×10³J=5.76×10⁷J，
水箱中水吸收的熱量Q=40%E=2.304×10⁷J，
水箱中水升高的溫度△t=

Q

cm

=

2.304×107J

4.2×103J/(kg?°C)×100kg

≈54.9℃，
水箱中水的末溫t=20℃+△t=20℃+54.9℃=74.9℃．
答：貯水箱中水的溫度可升高到74.9℃．
（2）答：大力推廣太陽(yáng)能的意義有太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭．從能源利用的角度看，
大力開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，可以減少煤、石油、天然氣等不可再生能源的消耗，
有利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；從環(huán)境保護(hù)的角度看，大力開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能，
可以減少二氧化碳?xì)怏w的排放，減少二氧化硫、煙塵等有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的破壞．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了太陽(yáng)能中熱量的計(jì)算及其對(duì)太陽(yáng)能源的認(rèn)識(shí)．