Question

小明家新安裝了一臺(tái)容積為0.5m³的太陽(yáng)能熱水器，加滿水后，利用太陽(yáng)能加熱．小明調(diào)查該地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為1.4×10⁶J．若一熱水器接受太陽(yáng)能的有效面積為5m²，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，那么：
（1）它一天中接收的太陽(yáng)能約為多少？
（2）若這些太陽(yáng)能有60%被熱水器中的水吸收，則可使100Kg的水溫升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（3）若該熱水器一天中接收的太陽(yáng)能，由燃燒煤氣（熱值q=4.2×10⁷J/kg）來(lái)獲得，則需要完全燃燒多少千克煤氣？
（4）請(qǐng)你：①說(shuō)出提倡開發(fā)利用太陽(yáng)能的主要理由；②說(shuō)出當(dāng)前在利用太陽(yáng)能方面所面臨的某一主要困難．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)小明的調(diào)查（該地區(qū)晴天平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為1.4×10⁶J）計(jì)算；
（2）知道（1）中接收的太陽(yáng)能的60%被熱水器中的水吸收，利用吸熱公式求水溫的升高值；
（3）知道（1）中接收的太陽(yáng)能，利用燃料放熱公式求需要完全燃燒多少千克煤氣；
（4）從環(huán)保、經(jīng)濟(jì)以及使用條件等方面分析．

解答：解：（1）一天中接收的太陽(yáng)能：
Q=1.4×10⁶J×5×8=5.6×10⁷J；
答：它一天中接收的太陽(yáng)能約為5.6×10⁷J．
（2）由題知：
Q×60%=5.6×10⁷J×60%=cm△t
△t=

5.6×107J×60%

cm

=

5.6×107J×60%

4.2×103J/(kg?℃)×100kg

=80℃；
答：若這些太陽(yáng)能有60%被熱水器中的水吸收，則可使100Kg的水溫升高80℃．
（3）由題知：
Q=m′q=5.6×10⁷J
∴需要完全燃燒煤氣的質(zhì)量：
m′=

Q

q

=

5.6×107J

4.2×107J/kg

=1.33kg；
答：若該熱水器一天中接收的太陽(yáng)能，由燃燒煤氣來(lái)獲得，則需要完全燃燒1.33千克煤氣．
（4）提倡開發(fā)利用太陽(yáng)能的主要理由：對(duì)環(huán)境無(wú)污染，節(jié)約能源；
當(dāng)前在利用太陽(yáng)能方面所面臨的主要困難：受天氣影響（只有晴天用）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了太陽(yáng)能熱水器的利用率、吸熱公式計(jì)算、燃料燃燒放熱計(jì)算，知識(shí)點(diǎn)多，屬于難題．