Question

有一款太陽能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如下圖所示．將它安裝在陽光充足的水平臺(tái)面上，并送滿水．

型號(hào)	JL-88
水容量/（L）	80
自身質(zhì)量/（kg）	40

（1）宿遷地區(qū)（晴天）平均每平方米面積上每小時(shí)接受的太陽能約為2.8×10⁶J，若該熱水器接受太陽能的有效面積為1.5m²，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，則它在一天中接受的太陽能（E）約為多少？若這些太陽能有60%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？
（2）若該熱水器一天中接受的太陽能由燃燒煤氣（q=4.2×10⁷J/kg）來獲得，則需要完全燃燒多少千克的煤氣？
（3）說出當(dāng)前在利用太陽能方面所面臨的主要困難（可從自然因素或技術(shù)因素等方面考慮，說出兩點(diǎn)即可）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題意求出一天中接受的太陽能；根據(jù)ρ=

m

V

求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q=cm△t求出水升高的溫度；
（2）根據(jù)Q=mq求出燃燒煤氣的質(zhì)量；
（3）太陽能節(jié)能、環(huán)保，取之不盡用之不竭，但現(xiàn)在太陽能的效率比較低．

解答：解：（1）接受的太陽能E=2.8×10⁶J/（h?m²）×8h×1.5m²=3.36×10⁷J；
∵ρ=

m

V

∴水的質(zhì)量m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
Q_吸=60%E=60%×3.36×10⁷J=2.016×10⁷J，
∵Q=cm△t
∴水升高的溫度：
△t=

Q吸

cm

=

2.016×107J

4.2×103J/(kg?℃)×80kg

=60℃；
（2）Q_放=Q_吸=2.016×10⁷J，
∵Q=mq
∴完全燃燒煤氣的質(zhì)量：
m′=

Q放

q

=

2.016×107J

4.2×107J/kg

=0.8kg．
（3）當(dāng)前在利用太陽能方面所面臨的主要困難：①受天氣、環(huán)境影響；②轉(zhuǎn)換效率低，提供的功率�。�
答：（1）它在一天中接受的太陽能（E）約為3.36×10⁷J；
可使水溫升高60℃；
（2）需要完全燃燒0.8kg的煤氣；
（3）①受天氣、環(huán)境影響；②轉(zhuǎn)換效率低，提供的功率小．

點(diǎn)評(píng)：這是一道綜合性很強(qiáng)的題目，要求知識(shí)的系統(tǒng)性要很強(qiáng)才能完成題目的解答．對(duì)于大型計(jì)算題要注意兩點(diǎn)：（1）公式及變形公式的正確運(yùn)用；（2）掌握知識(shí)與知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系．