Question

14．据资料可知，本地区冬季太阳能集热管1m²面积上1天可接收的太阳能是1.68×10⁷J，煤的热值为3×10⁷J/kg．请你帮助完成下列计算．
（1）如果1.68×10⁷J能量的90%被水吸收，可使多少千克的水从20℃升高到70℃？
（2）用集热管1m²接收的太阳能替代煤，可节约煤多少千克？（煤完全燃烧）
（3）太阳能的优点和缺点请各写出一条．

Answer 1

分析 （1）已知η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$，根据吸热公式Q_吸=cm△t就可求出可以使多少千克水的温度从20℃升高到70℃．
（2）因为煤完全燃烧，利用Q=mq即可求得．
（3）太阳能无污染属清洁能源，但受太阳光的限制．

解答 解：（1）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$，可得，
Q_吸=90%×1.68×10⁷J=1.512×10⁷J，
Q_吸=cm△t，
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.512×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（70℃-20℃）}$=72kg．
（2）Q_吸=W=1.68×10⁷J，
由Q=mq，可得，
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.56kg．
（3）太阳能其优点是：清洁、无污染、取之不尽等．
缺点：受天气影响，不稳定等．
答：（1）如果这些能量的90%被水吸收，可使72千克的水从20℃升高到70℃；
（2）用集热管每平方米接收的太阳能替代煤，可节约煤0.56kg；
（3）优点：来源广；无污染；可再生；
缺点：受天气影响，不稳定等．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，使学生觉得学了物理有用，熟练应用吸热公式、电功率公式的变形公式即可正确解题．