Question

太陽能是人類最基本的能源，它無污染、免費，還可以再生，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長．當太陽光照射地面時，1m²地面上在1s內平均得到的太陽輻射能約為1.0×10³J．太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置．小明家最近想買一臺太陽能熱水器，說明書如上表所示．
（1）小明家每天大約需要100kg熱水，用這種熱水器將這些水從25℃加熱到45℃需要多長時間？
（2）對比效率為80%的電熱水器，小明家每天可節約多少電能？

Answer 1

解：（1）Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³×100kg×（45℃-25℃）=8.4×10⁶J；
由題知，Q_吸=1.0×10³J/（m²?s）×1.5m²×t×η，
t==1.4×10⁴s≈3.9h；
（2）利用效率為80%的電熱水器，Q_吸=W_電×80%，
W_電===1.05×10⁷J≈2.9kW?h，
答：（1）小明家每天大約需要100kg熱水，用這種熱水器將這些水從25℃加熱到45℃需要3.9h；
（2）對比效率為80%的電熱水器，小明家每天可節約2.9kW?h．
分析：（1）知道水的質量、水的初溫和末溫、水的比熱容，利用吸熱公式求水吸收的熱量；知道太陽能熱水器1m²地面上在1s內平均得到的太陽輻射能約為1.0×10³J，效率為40%，據此求出加熱時間；
（2）若用電熱器提供熱量，則Q_吸=W_電×80%，據此求出需要消耗的電能，即小明家每天可節約的電能．
點評：本題考查了熱量的計算、電能的計算，注意審題，從題干和說明書得出相關信息并利用好是本題的關鍵．