Question

如图是一种电能辅助式太阳能热水器，晴天时接收太阳能的真空镀膜管每小时能将2.1×10⁶J的太阳能转化为水的内能，电热管上标有“220V  1500W”．
（1）晴天时用太阳能加热，一天以lOh计算，可以将100kg，初温为20℃的水加热到多高的温度？[水的比热容C=4.2×10³J/]
（2）阴雨天时用电加热，如果消耗的电能全部转化为水的内能，热水器在额定电压下工作，将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要多长的时间？
（3）请你说说利用太阳能有什么优点？

Answer 1

【答案】分析：（1）由题干条件可以计算出10h水吸收的热量，利用吸热公式求水吸热升高后的温度；
（2）知道每天水吸热和电热管的额定功率，利用Q=W=Pt计算热水器在额定电压下工作，所需的加热时间；
（3）从经济、可再生、环保方面分析．
解答：解：（1）l天10h太阳能热水器吸收的热量：
Q_吸=2.1×l0⁶J×10=2.1×10⁷J
由Q_吸=cm（t-t）得水升高后的温度
t=+t=+20℃=70℃；
（2）阴天改用电加热时：
∵Q_吸=W=Pt=2.1×l0⁷J，热水器在额定电压下工作
∴将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要的时间：
t===1.4×l0⁴s≈3.9h；
（3）太阳能的优点：不污染环境、省钱、可以从自然界源源不断地得到．
答：（1）晴天时用太阳能加热，一天以lOh计算，可以将100kg，初温为20℃的水加热到70℃；
（2）热水器在额定电压下工作，将上述同样质量的初温相同的水加热到同样的温度需要3.9h的时间；
（3）不污染环境、省钱、可以从自然界源源不断地得到．
点评：本题将热学的吸热公式和电学的电功率相结合，虽属于基础知识，但要求灵活运用，属于难题．