Question

6．人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等．小颖想测出地球表面接收到太阳能的总功率．
（1）天气晴朗时，小颖测得太阳能热水器1h内平均能使质量为36kg的水从20℃升高到30℃，则水吸收了多少热量？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）小颖查得热水器接收太阳能的总有效面积为1.2m²，热水器能把接收到的太阳能的50%转变为水的内能，则这台太阳能热水器一天被太阳能照射8小时，总共获得多少焦的太阳能？
（3）当前电价以0.53元/度，则这台太阳能热水器一天烧的水量若全部用电能来加热，需要多少电费？（一天，按接受太阳光照为8小时算，用电烧水可以认为电能全部能够转化为水的内能，不计其它热损失）

Answer 1

分析 （1）根据热量的计算公式为Q_吸=cm△t，计算出水吸收了多少的热量；
（2）太阳能的有效能量转变为水的内能即水吸收的热量，所以50%E=Q，计算出太阳能释放的能量；
（3）若全部用电能来加热，则吸收的热量等于消耗的电能，即可根据电价求出需要多少电费．

解答 解：（1）吸收的热量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×36kg×（30℃-20℃）=1.512×10⁶J；
（2）1h内1.2m²太阳能热水器接收的能量：
E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.512×1{0}^{6}J}{50%}$=3.024×10⁶J；
则被太阳能照射8小时热水器接收的能量：E_总=8E=8×3.024×10⁶J=2.4192×10⁶J；
（3）因为Q_放=8Q_吸=8×1.512×10⁶J=1.2096×10⁷J=3.36kW•h，
所以需要交纳的电费为3.36kW•h×0.53元/kW•h≈1.78元．
答：（1）水吸收了1.512×10⁶J的热量；
（2）这台太阳能热水器一天被太阳能照射8小时，总共获得2.4192×10⁶J的太阳能；
（3）这台太阳能热水器一条烧的水量若全部用电能来加热，需要1.78元的电费．

点评 本题考查了学生对吸热公式、功及功率公式的掌握和运用，提高了学生积极开发新能源的意识，体现了学以致用，有意义．