Question

太阳能热水器广受人们青睐．资料表明，晴天地面附近垂直于阳光的表面接收到的太阳能量平均为1.0×10³J/（rn²?s），即在1s内每平方米的面积上接收到的太阳能是1.0×10³J．
（1）某晶牌太阳能热水器可以将接收到太阳能的40%用来给水加热，其集热器接收阳光垂直照射的有效面积为2 rn²，现向贮水箱中注人工100kg、20℃的水，则晴天曝晒在阳光下8 h，贮水箱中水的温度可升高到多少℃？（假定水的质量保持不变）
（2）请从能源利用和环境保护两方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义．

Answer 1

解：（1）热水器上接收到的太阳能E=8×3600×2×1.0×10³J=5.76×10⁷J，
水箱中水吸收的热量Q=40%E=2.304×10⁷J，
水箱中水升高的温度△t==≈54.9℃，
水箱中水的末温t=20℃+△t=20℃+54.9℃=74.9℃．
答：贮水箱中水的温度可升高到74.9℃．
（2）答：大力推广太阳能的意义有太阳能取之不尽，用之不竭．从能源利用的角度看，
大力开发太阳能，可以减少煤、石油、天然气等不可再生能源的消耗，
有利于社会的可持续发展；从环境保护的角度看，大力开发太阳能，
可以减少二氧化碳气体的排放，减少二氧化硫、烟尘等有害物质对环境的破坏．
分析：（1）太阳能热水器释放的热能E40%=Q_吸，要计算水升高到多少，必须先计算水可升高多少温度．热量的计算公式为Q=cm△t，单位为：J．根据热量的计算公式可算出水升高的温度．
（2）太阳能的特点：太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染．
点评：本题主要考查了太阳能中热量的计算及其对太阳能能源的认识．