Question

4．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在10小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到80℃．求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q_吸？[水的比热容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）请结合实际说出利用太阳能的优点和缺点．（各写一条即可）

Answer 1

分析 （1）根据Q=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；
（2）太阳能热水器每小时平均接受4.2×10⁶J的太阳能，求出在5小时的有效照射时间内热水器吸收的太阳能；
（3）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出热水器的效率；
（4）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；但把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．

解答 解：（1）热水器中的水吸收的热量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁷J；
（2）热水器5小时内接收的太阳能：
E=2.52×10⁷J/h×5h=1.26×10⁸J；
（3）热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{2.52{×10}^{7}J}{1.26{×10}^{8}J}$×100%=20%；
（4）优点：节约能源无污染，
缺点：把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．
故答案为：
（1）热水器中水吸收了2.52×10⁷J热量；
（2）热水器5小时内接收的太阳能是1.26×10⁸J；
（3）热水器的效率是20%；
（4）优点：节约能源无污染，
缺点：把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．

点评 本题考查了学生对密度公式、吸热公式的理解与掌握以及对太阳能优缺点的认识，在做题过程中一定要时刻注意回扣教材、结合生活实际，把物理知识应用到生活中去，锻炼了学生解决实际问题的能力．