Question

5．目前人類正在積極開發(fā)和利用太陽能，例如太陽能熱水器，某一太陽能熱水器2h內(nèi)平均使質(zhì)量為36kg的水從20℃升高到30℃．
（1）請寫出一條太陽能的優(yōu)點：取之不盡用之不竭，且清潔無污．
（2）求熱水器中水吸收的熱量是多少？
（3）如果這臺太陽能熱水器每平方米面積上的功率是500w，且能把接收到的太陽能的20% 轉化為內(nèi)能，求這臺熱水器接收太陽能的有效面積是多少m²？

Answer 1

分析 （1）太陽能是一種新型的能源，取之不盡用之不竭，且無污染；
（2）根據(jù)熱量的計算公式為Q_吸=cm△t，計算出水吸收了多少的熱量；
（3）太陽能的有效能量轉變?yōu)樗�的�?nèi)能即水吸收的熱量，所以20%E=Q，據(jù)此求出接收到的太陽能；根據(jù)Q=Pt求出熱水器每平方米面積上會得到的熱量，然后根據(jù)E=QS求出有效面積．

解答 解：（1）太陽能是一種新型的能源，越來越被廣泛利用．它的優(yōu)點很多，比如：太陽能分布廣闊，取之不盡用之不竭，且清潔無污染；
（2）吸收的熱量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×36kg×（30℃-20℃）=1.512×10⁶J；
（3）2h內(nèi)太陽能熱水器接收的能量：
E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.512×1{0}^{6}J}{20%}$=7.56×10⁶J；
2h內(nèi)熱水器每平方米面積上會接收的能量：
Q=Pt=500W×2×3600s=3.6×10⁶J；
則熱水器接收太陽能的有效面積S=$\frac{E}{Q}$=$\frac{7.56×1{0}^{6}J}{3.6×1{0}^{6}J}$=2.1m²．
答：（1）取之不盡用之不竭，且清潔無污．
（2）水吸收了1.512×10⁶J的熱量；
（3）熱水器接收太陽能的有效面積是2.1m²．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、功及功率公式的掌握和運用，提高了學生積極開發(fā)新能源的意識，體現(xiàn)了學以致用，有意義．