Question

太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它是利用太阳能给水加热．小明利用周末调查了家庭用太阳能热水和燃气热水器的初装费、使用年限等数据见下表．

热水器名称	初装费	使用年限
太阳能	1500元	15年
燃气式	800元	3年

（1）请你根据学过的知识和生活常识，分析使用那种热水器更好些？为什么？
（2）请你判断在15年内，使用那种热水器更经济？
（3）若你帮助家长选购，你认为选上是哪一种热水器？简述理由．
（4）用太阳能热水器将100kg的水从20℃加热到50℃，这些水至少要吸收多少太阳能？相当于燃烧多少米³天然气放出的热量？（q=8×10⁷J/m³）

Answer 1

分析：（1）从安全的角度和环保的角度来分析．
（2）和（3）要从四个方面来考虑，一是初装费、使用年限、使用的安全性和环保的角度来分析．
（4）已知水的质量、温度变化和比热容，可利用公式Q=Cm△t计算吸收的热量；再根据Q=Vq求需要天然气的体积．

解答：解：（1）太阳能属于一次能源和可再生能源，在使用过程安全性比较高，并且对环境没用影响，而燃气在燃烧过程中有一定的危险，并且燃料的利用率比较低，对环境有一定的污染．
（2）从表可知，在15年内，太阳能热水器使用了一个，其初装费为1500元，而燃气热水器使用了三个，其初装费为3×800元为2400元，所以，使用太阳能热水器更经济．
（3）从（2）可知，从使用年限和初装费来看，使用太阳能热水器更经济，从安全性来看，使用太阳能热水器的安全性更高，从环保的角度来看，使用太阳能热水器更环保，并且可以节约能源，综上所述，我认为应该选太阳能热水器．
（4）∵c=4.2×10³J/（kg?℃），m=100kg，△t=t-t₀=50℃-20℃=30℃，
∴Q_放=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×30℃=1.26×10⁷J．
∵Q_放=m′q，
∴V=

Q放

q

=

1.26×107J

8×107m3

=0.1575m³．
答：（1）太阳能属于一次能源和可再生能源，在使用过程安全性比较高，并且对环境没用影响，而燃气在燃烧过程中有一定的危险，并且燃料的利用率比较低，对环境有一定的污染．
（2）在15年内，使用太阳能热水器更经济．
（3）我认为应该选太阳能热水器，从（2）可知，从使用年限和初装费来看，使用太阳能热水器更经济，从安全性来看，使用太阳能热水器的安全性更高，
从环保的角度来看，使用太阳能热水器更环保，并且可以节约能源，综上所述，我认为应该选太阳能热水器．
（4）这些水至少要吸收1.26×10⁷J的太阳能，相当于燃烧0.1575米³天然气放出的热量．

点评：本题考查了热量的计算，以及对太阳能这种新能源的认识，同时培养了学生的安全意识和环保意识．