Question

有一种太阳能、电能两用热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.25m²能将接收的太阳能的50%转化为水的内能．它的电热水器铭牌见下表．

（1）晴天时，用太阳能加热．每年6月份，合肥地区向着阳光的地方平均每1m²的面积在1h内得到的太阳辐射能为3.2×10⁶J，如果每天接收太阳能的时间以8h计算，可以将80kg、初温为20℃的水加热到多少摄氏度？[水的比热容c=4.2×10³J/]
（2）如果遇到雨天用电能加热，在额定电压下工作时，将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度需多长时间？（假定所消耗的电能全部转化为水的内能）
（3）结合本题，谈谈使用太阳能的优缺点．

Answer 1

【答案】分析：（1）首先计算出太阳能释放的能量E，即为功率×时间×面积，这些能量的50%可转化为水吸收的热量，根据热量的计算公式为Q=cm△t，可以计算出水升高的温度，那么水加热到的温度为初始温度+升高的温度；
（2）当用电能加热时，电能释放的能量与水吸收的热量是相等的，根据W=Pt，从而计算出需要的时间；
（3）太阳能的特点是太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染．
解答：解：（1）水所吸收的热量为Q_吸=W₁Stη=3.2×10⁶J/h×1.25m²×8h×50%=1.6×10⁷J
水能加热的温度为==67.6℃
答：可以将80kg、初温为20℃的水加热到67.6℃
（2）用电能所需要的时间=
答：用电能将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度需3个小时．
（3）由题可知，使用太阳能可以节能，安全且无污染，但雨天或阴天时无法使用，
答：优点：使用太阳能可以节约电能等，且无污染；
缺点：但受天气情况制约．
点评：本题主要考查了太阳能热水器的热量计算及其使用太阳能热水器的优缺点的认识．