Question

（10·河南）为了响应“节能减排”的号召，小周家买了一台容积为100L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与计算。

(1)太阳能是           能源(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，并运用本题计算出的热量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，不需要计算具体数据)

Answer 1

解：(1)可再生  核聚变(热核)

(2)水的总质量：m=ρV=1×10³kg／m³×100×10³m³=100kg

水吸收的热量：

Q＝c_水m(t₂一t₁)＝4.2×10³J／(kg·℃)×100kg×(78—18)℃＝2.52×10⁷J

相当于节约电能：2.52×10⁷J/3.6×10⁶J·（kW·h）^－1＝7kW·h＝7度

(3)测出太阳能热水器的有效受光面积S和两次水温记录之间的光照时间t。

光热转化效率：η＝Q/PtS×100%

评分标准：本题共9分。(1)问2分。(2)问4分，计算出水吸收的热量给3分，计算出节约的电能的度数再给1分。计算公式与过程正确，计算结果错误，扣1分。其他解法，只要合理同样给分。(3)问3分，写出要测量的物理量S和t给1分，写出表达式给2分。