Question

（2012?溧阳市模拟）太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要．如图所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是有许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空．如图所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．玻璃吸热管的工作原理如图2所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能，将管内的水加热．向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高到一定的温度．玻璃吸热管具有吸热保温作用．
请回答以下问题：
（1）简单评价一下太阳能相比于传统能源所具有获得优点：

环保

．
（2）集热管之间制成真空，是利用真空导热性

差

（好、差）．
（3）下表是某太阳能热水器某天在太阳光照射下的相关信息

照射时间/h	装水量/kg	吸热板面积/m2	水升高的温度/°C	太阳辐射功率J/（m2．h）	水的比热容J/（kg．°C）
10	100	2.5	50	1.68×106	4.2×103

求①装满水后在10h内吸收的热量；         ②该太阳能热水器的能量转化效率．

Answer 1

分析：（1）太阳能是可再生能源，取之不尽用之不竭，太阳能环保．
（2）真空可以进行热辐射，传导热能力比较差．
（3）①知道水的质量、比热、升高的温度，根据Q=cm△t求出水吸收的热量．
②知道太阳辐射功率、时间、吸热面积，求出太阳辐射的热；
知道水吸收的热量和太阳辐射的热，求出太阳能热水器的能量转化效率．

解答：解：（1）太阳能是可再生能源；使用时比较环保．
（2）集热管之间制成真空导热能力比较差．
故答案为：（1）环保；（2）差．
（3）①10h水吸收的热量：Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg．°C）×100kg×50℃=2.1×10⁷J．
②10h太阳辐射的热：Q_放=2.5m²×10h×1.68×10⁶J/（m²．h）=4.2×10⁷J．
η=

Q吸

Q放

=

2.1×107J

4.2×107J

=50%．
答：①装满水后在10h内吸收的热量是2.1×10⁷J；②该太阳能热水器的能量转化效率是50%．

点评：太阳能热水器在生活中有广泛的应用，针对热量计算和效率问题，抓住哪个物体吸收热量，哪个物体放出热量，吸收和放出热量之间的关系即可解题．