Question

小明家新安装了一台容积为0.5m³的太阳能热水器，加满水后，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：①说出提倡开发利用太阳能的主要理由；②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难．

Answer 1

分析：（1）根据小明的调查（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）计算；
（2）知道（1）中接收的太阳能的60%被热水器中的水吸收，利用吸热公式求水温的升高值；
（3）知道（1）中接收的太阳能，利用燃料放热公式求需要完全燃烧多少千克煤气；
（4）从环保、经济以及使用条件等方面分析．

解答：解：（1）一天中接收的太阳能：
Q=1.4×10⁶J×5×8=5.6×10⁷J；
答：它一天中接收的太阳能约为5.6×10⁷J．
（2）由题知：
Q×60%=5.6×10⁷J×60%=cm△t
△t=

5.6×107J×60%

cm

=

5.6×107J×60%

4.2×103J/(kg?℃)×100kg

=80℃；
答：若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使100Kg的水温升高80℃．
（3）由题知：
Q=m′q=5.6×10⁷J
∴需要完全燃烧煤气的质量：
m′=

Q

q

=

5.6×107J

4.2×107J/kg

=1.33kg；
答：若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气来获得，则需要完全燃烧1.33千克煤气．
（4）提倡开发利用太阳能的主要理由：对环境无污染，节约能源；
当前在利用太阳能方面所面临的主要困难：受天气影响（只有晴天用）．

点评：本题考查了太阳能热水器的利用率、吸热公式计算、燃料燃烧放热计算，知识点多，属于难题．