Question

【题目】下面是小明在题为《能源的利用》的研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，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长．当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中…恰好，小明同学家最近买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：

容积（V）	100L
集热管的采光面积（S）	1.5m2
效率（η）	40%
使用年限（t）	15年

（1）小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？

（2）如果用热值约为3×107J/kg的煤燃烧对上述水加热到45℃，煤的利用率约为40%，需要完全燃烧多少千克的煤？

（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点．

Answer 1

【答案】（1）用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要1.4×104s；

（2）需要燃烧0.7kg的煤气；

（3）优点：节约能源无污染．

【解析】

试题分析：（1）利用吸热公式求出吸收的热量，再根据效率公式求出放出的热量，结合采光面积和辐热功率求出时间；

（2）利用效率公式和燃料放热公式求出燃烧的煤的质量；

（3）从环保角度说明其优点．

解：（1）水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×100kg×（45℃﹣25℃）=8.4×106J；

由于1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J，效率为40%，

则需要的时间t==≈1.4×104s；

（2）已知Q吸=ηQ放；由Q=mq得：

需要燃烧煤的质量：

m′===0.7kg；

（3）优点：节约能源、无污染．

答：（1）用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要1.4×104s；

（2）需要燃烧0.7kg的煤气；

（3）优点：节约能源无污染．