Question

有一種電能輔助式太陽能熱水器，將它安裝在陽光充足的水平臺面上，并注滿水．晴天時它接收太陽能的真空鍍膜管的總有效面積約為1.5m²，陰雨天時用電加熱．銘牌上的部分參數(shù)如表所示．

型       號	JLD-88
水 容 量/L	100
電熱管功率	2000W
自身質(zhì)量/kg	40

（1）熱水器水箱中注滿水時，水的質(zhì)量為多少？
（2）杭州地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為2.8×10⁶J． 若每天日照時間按10h計算，則它一天中接收的太陽能（E）約為多少？若這些太陽能有50%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？
（3）陰雨天時需用電加熱，如果所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，熱水器在額定電壓下工作時，將上述同樣質(zhì)量、初溫的水升高同樣的溫度需多長時間？
（4）從能源和可持續(xù)發(fā)展的角度，說出提倡開發(fā)利用太陽能的主要理由是

節(jié)能、環(huán)保，無污染

（要求寫出兩點）．[ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

分析：（1）已知容積與水的密度，由密度公式的變形公式可以求出水的質(zhì)量．
（2）已知面積與單位面積上獲得的太陽能、光照時間，可以求出一天接受的太陽能，由熱量公式的變形公式可以求出水升高的溫度．
（3）已知電流做的功與電熱管的功率，由電功率的變形公式可以求出加熱時間．
（4）太陽能環(huán)保、節(jié)能、無污染．

解答：解：（1）∵ρ=

m

V

，
∴水的質(zhì)量m=ρV=1×10³kg/m³×0.1m³═100kg；
（2）一天獲得的太陽能E=2.8×10⁶J/（h?m²）×10h×1.5m²=4.2×10⁷J，
水吸收的熱量Q=ηE=4.2×10⁷J×50%=2.1×10⁷J，
∵Q=cm△t，
∴水升高的溫度△t=

Q

cm

=

2.1×107J

4.2×103J/(kg?℃)×100kg

=50℃；
（3）電流所做的功W=Q=2.1×10⁷J，
∵P=

W

t

，
∴加熱時間t=

W

P

=

2.1×107J

2000W

=1.05×10⁴s；
（4）太陽能是可再生能源、太陽能是清潔能源，不會造成環(huán)境污染，使用太陽能可節(jié)約傳統(tǒng)能源．
答：（1）水的質(zhì)量為100kg．
（2）一天中接收的太陽能約為4.2×10⁷J；若這些太陽能有50%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高50℃．
（3）將上述同樣質(zhì)量、初溫的水升高同樣的溫度需1.05×10⁴s．
（4）節(jié)能、環(huán)保，無污染．

點評：本題考查了求水的質(zhì)量、接受的太陽能、水的溫度變化、電加熱的時間、利用太陽能的優(yōu)點等，本題難度不大，從題中獲取所需信息、應用基礎知識即可正確解題．