Question

【题目】下面是小敏在题为《能源的利用》的探究性学习中收集到的有关太阳能的资料：

太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费、还可再生，这种能源的使用期和太阳本身的寿命一样长。当太阳光照射地面时，1平方米地面上在1秒内平均得到的太阳能约为1.0×103J，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐出现在我们的生活中恰好，小敏同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，她又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：

（1）小敏家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25摄氏度加热到45摄氏度需要多少时间？

（2）对比效率为80%的电热水器，小敏家每天可节约多少电能？

Answer 1

【答案】见解析所示

【解析】（1）根据题意知道，热水的质量是：m=100kg，温度变化是：t-t0=45-25℃，

所以水吸收的热量是：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg℃）×100kg×（45℃-25℃）=8.4×106 J；

由表格数据知道吸收的太阳能是：Q吸=1.0×103 J/（m2 s）×1.5m2 ×t×40%=8.4×106 J；

故解得需要的时间是：t=1.4×104 s≈4h；

（2）设利用效率为80%的电热水器消耗的电能是W电，则Q吸=W电 ×80%，

所以，节约电能是：W电=Q吸/80%=8.4×106J/80%=1.05×107 J≈2.9kWh