Question

有一種太陽能、電能兩用熱水器，它接收太陽能的真空鍍膜管的總有效面積約為1.25m²能將接收的太陽能的50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能．它的電熱水器銘牌見下表．

（1）晴天時(shí)，用太陽能加熱．每年6月份，合肥地區(qū)向著陽光的地方平均每1m²的面積在1h內(nèi)得到的太陽輻射能為3.2×10⁶J，如果每天接收太陽能的時(shí)間以8h計(jì)算，可以將80kg、初溫為20℃的水加熱到多少攝氏度？[水的比熱容c=4.2×10³J/]
（2）如果遇到雨天用電能加熱，在額定電壓下工作時(shí)，將上述同樣質(zhì)量、初溫的水加熱到同樣的溫度需多長時(shí)間？（假定所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）
（3）結(jié)合本題，談?wù)勈褂锰�陽能的�?yōu)缺點(diǎn)．

Answer 1

【答案】分析：（1）首先計(jì)算出太陽能釋放的能量E，即為功率×時(shí)間×面積，這些能量的50%可轉(zhuǎn)化為水吸收的熱量，根據(jù)熱量的計(jì)算公式為Q=cm△t，可以計(jì)算出水升高的溫度，那么水加熱到的溫度為初始溫度+升高的溫度；
（2）當(dāng)用電能加熱時(shí)，電能釋放的能量與水吸收的熱量是相等的，根據(jù)W=Pt，從而計(jì)算出需要的時(shí)間；
（3）太陽能的特點(diǎn)是太陽能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應(yīng)時(shí)間長，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會(huì)給環(huán)境帶來污染．
解答：解：（1）水所吸收的熱量為Q_吸=W₁Stη=3.2×10⁶J/h×1.25m²×8h×50%=1.6×10⁷J
水能加熱的溫度為==67.6℃
答：可以將80kg、初溫為20℃的水加熱到67.6℃
（2）用電能所需要的時(shí)間=
答：用電能將上述同樣質(zhì)量、初溫的水加熱到同樣的溫度需3個(gè)小時(shí)．
（3）由題可知，使用太陽能可以節(jié)能，安全且無污染，但雨天或陰天時(shí)無法使用，
答：優(yōu)點(diǎn)：使用太陽能可以節(jié)約電能等，且無污染；
缺點(diǎn)：但受天氣情況制約．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了太陽能熱水器的熱量計(jì)算及其使用太陽能熱水器的優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)．