Question

10．小明家新安装了一台太阳能热水器，加水后，利用太阳能加热．小明调查该地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为1.4×10⁶J． 若一热水器接受太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h计算，那么：
（1）它一天中接收的太阳能约为多少？
（2）若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使100kg的水温度升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气（热值q=4.2×10⁷J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？
（4）请你：说出提倡开发利用太阳能的主要理由？

Answer 1

分析 （1）首先计算1.5m²每小时接收的太阳能，然后乘以每天日照时间按8h，就可计算出一天中接收的太阳能；
（2）根据题意求出水吸收的热量，应用热量公式求出水升高的温度；
（3）求出了一天中接收的太阳能，根据Q=mq的变形公式来计算燃烧煤气的质量；
（4）根据自己所知道的关于太阳能的利用方面知识来回答问题．

解答 解：（1）一天中接收的太阳能：
E=1.4×10⁶J/（h•m²）×1.5m²×8h=1.68×10⁷J；
（2）水吸收的热量：Q_吸=ηE=60%×1.68×10⁷J=1.008×10⁷J，
由Q_吸=cm△t得：△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=24℃；
（3）由题知，Q=E=1.68×10⁷J，
因为Q=mq，
所以煤气的质量为m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.4kg；
（4）利用太阳能可节约化石类能源，减少环境污染．
答：（1）一天中接收的太阳能约为1.68×10⁷J；
（2）这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高24℃；
（3）需要完全燃烧0.4kg煤气；
（4）利用太阳能可以节约化石能源；减少环境污染等．

点评 这是一道综合性很强的题目，要求知识的系统性要很强才能完成题目的解答．