Question

太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．为有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见)，放在阳光下曝晒．每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：

塑料袋 颜色	水的质量(m/Kg)	初　温 (t/℃)	温　度 (t1/℃)	温　度 (t2/℃)	温　度 (t3/℃)	……
黑　色	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	……
白　色	1.0	15.0	16.5	17.8	19.0	……

根据上述数据回答下列问题：

(1)这次实验过程中，采用的科学研究方法是　　　　　　　

(2)通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以　　　　　　为宜；

(3)小明家使用的太阳能热水器的说明书如图，若在太阳能热水器的水箱中装满水，中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃，则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少？

容　　积	100L
集热箱的采光面积	1.5m2
效　　率	40%
使　用　年　限	15年

 

Answer 1

【答案】

控制变量，黑色，4.2×10^6，J，1944

【解析】

试题分析：（1）本实验探究黑、白颜色物体的吸热能力，实验时让让水的质量、容器、水的初温相同，采用了控制变量法；

（2）通过实验说明黑颜色物体的吸热能力强，太阳能热水器的集热管表面颜色以黑色为宜；

（3）v=100L=100×10^-3m³，

水的质量：

m=ρv=1×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg，

水吸收的热量：

Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×10℃=4.2×10⁶J；

热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能为Q，

∵Q_吸=Q×1.5×3600×40%，

。

考点：热量的计算、物理学方法

点评：解决本题的关键是熟知热量的计算公式，属于中等难度。