Question

【题目】为了响应“节能减排”的号召，小周家买了一台容积为100 L的太阳能热水器。请你与小周一起，对太阳能热水器进行研究和计算。

(1)太阳能是________能源（选填“可再生”或“不可再生”）。太阳的巨大能量来自于太阳内部的________反应。

(2)小周早晨把热水器加满水，温度传感器显示水温为18 ℃，下午放学时看到显示的水温为78 ℃，则热水器中的水吸收了多少热量？与使用电热水器相比，相当于节约了多少度电_____？[不计电热水器的热量损失，c水=4.2×103J/（kg·℃）]

(3)该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？小周查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P，小周还需要测量哪些物理量，并运用本题计算的热量Q，就可估测出这台热水器的光热转化效率？写出效率η的表达式____。（用代表物理量的字母表示，不需计算具体数据）

Answer 1

【答案】可再生 核聚变（热核） 7度

【解析】

(1)太阳能可以源源不断的从自然界得到，是可再生能源；太阳能来自于太阳内部的核聚变（热核反应）。
(2)热水器中水的质量

m＝ρV＝1 000 kg/m3×100×10－3m3＝100 kg

水吸收的热量：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×100 kg×（78 ℃－18 ℃）＝2.52×107J

相当于节约电能2.52×107J＝7 kW·h＝7 度

(3)测出太阳能热水器的有效受光面积S和温度传感器显示两次水温之间的光照时间t，光热转化效率η＝×100%