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太阳的表面接受到的太阳能量平均为1.0×10^３J/(m^２·s），即在1s内每平方米的面积上接受到的太阳能是1.0×10^３J．

（1）品牌太阳能热水器可以将接受到的太阳能的40%用来给水加热，其集热器接受阳光垂直照射的有效面积为2m², 现向贮水箱中注入100kg、20℃的水，则晴天曝晒在阳光下8h,，贮水箱中的水的温度可升高到多少℃？（假定水的质量保持不变）

（2）请你从能源利用和环境保护两个方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义

Answer 1

    （1）热水器上接受到的太阳能为：

Q_吸太=1.0×10³J/（m²·s）×2 m²×8×3600s=5.76×10⁷J

         水箱中水吸收的热量为：

Q_吸水= Q_吸太×η=5.76×10⁷J×40%=2.304×10⁷J

由Q_吸=cm(t-t₀)可得水箱中水升高到的温度为:

t=(Q_吸水/cm)＋t₀=(2.304×10⁷J/4.2×10³J/kg·℃)＋20℃=74.9℃

(2)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，或以减少煤、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，可减少二氧化碳气体的排放，减少二氧化碳、烟尘等有害物质对环境的破坏。