Question

有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示．将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．

（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m²，求它对台面的压强．
（2）本地（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J．若该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，则它一天中接收的太阳能约为多少？相当于节约了多少kg的煤炭（煤的热值为4.2×10⁷J/kg）？
（3）请你从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由．

Answer 1

分析：（1）本题首先从表中数据这款太阳能热水器自身质量，水容量，然后求 热水器的总质量、总重力，最后求它对台面的压强．
（2）先求有效面积为1.5m²的太阳能热水器一天（8h）吸收的太阳能，然后利用热量公式计算出需燃烧煤气的质量．
（3）从太阳能的诸多优点和当前太阳能所面临的主要困难去分析．

解答：解：（1）读表查的可知，这款太阳能热水器自身质量为40kg，水容量为80L=0.08m³，装满水时水的质量、太阳能热水器装满水后对台面的压力，
m=ρV=10³kg/m³×0.08m³=80kg．
热水器的总质量为：40kg+80kg=120kg．
G_水=m_水g=ρ_水V_水g=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³×10N/kg=800N．
太阳能热水器装满水后对台面的压力为：
F=G_器+G_水=800N+40kg×10N/kg=1200N．
p=

F

s

=

1200N

0.3m2

=4×10³Pa．
（2）由本地区平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J，
可计算出有效面积为1.5m²的太阳能热水器一天（8h）吸收的太阳能为：
E=2.8×10⁶×1.5×8J=3.36×10⁷J（1分）．
Q_放=

Q

q

=

E

q

=

3.36×107J

4.2×107J/kg

=0.8kg（1分）．
（3）利用太阳能可节约化石类能源（或“减少煤、石油等化石类能源的消耗”、或“节约能源”）；
减少环境污染（或“减少污染”、“无污染”）目前利用太阳能所面临的主要困难，一是受天气的影响，二是能量转换效率低．（每点1分）
答：（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m²，它对台面的压强为4×10³Pa．
（2）它一天中接收的太阳能约为3.36×10⁷J，相当于节约了0.8kg的煤炭．
（3）利用太阳能可节约化石类能源，减少环境污染．

点评：太阳能具有取之不尽，用之不竭，清洁无污染等诸多优点，深受人们的青睐．在能源问题日益突出的今天，如何有效地利用太阳能自然成了中考关注的热点．