Question

杭州向陽處每平方米面積在1小時(shí)內(nèi)得到的太陽輻射能平均為4.0×10⁶焦．
如圖為SQB型太陽能電輔熱熱水器，參數(shù)如下：

型號	外形尺寸	光照面積	水箱容積	電加熱器
	毫米	平方米	升	電壓（伏）	電功率（瓦）
SQB20/1.35/3	1190×1250×1190	1.35	100	220	1500

本題中各種數(shù)據(jù)如下：液化石油氣的燃燒值q=3.5×10⁷焦/千克，g=10牛/千克．請根據(jù)產(chǎn)品說明書上的參數(shù)和題給的條件回答：
（1）該太陽能熱水器的總有效接收光照的面積為1.35m²，如果以接收太陽能l0小時(shí)/日計(jì)算，每天共吸收多少太陽能？
（2）如果該太陽能熱水器每天（日照為l0小時(shí)/日）能將滿水箱的水從20℃加熱到80℃，請你計(jì)算該太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為水的熱能的效率是多少？
（3）已知液化石油氣完全燃燒放出的熱量有60%被水吸收，若用燃?xì)鉄崴�器將滿水箱的水從20℃加熱到80℃，則需要多少費(fèi)用？（杭州氣價(jià)設(shè)為3元/米³，燃?xì)獾拿芏葹?.72千克/米³）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題意求出太陽能熱水器接收的太陽能；
（2）根據(jù)ρ=

m

V

求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量，根據(jù)η=

Q吸

Q總

求出轉(zhuǎn)化效率；
（3）根據(jù)題意求出燃燒石油氣放出的熱量，根據(jù)Q_放=mq求出石油氣的質(zhì)量，再根據(jù)ρ=

m

V

求出石油氣的體積，再求出花費(fèi)多少錢．

解答：解：（1）太陽能熱水器接收的太陽能Q_總=4.0×10⁶J/（h?m²）×10h×1.35m²=5.4×10⁷J；
（2）∵ρ=

m

V

∴水的質(zhì)量m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg，
水吸收的熱量Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁷J，
該太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為水的熱能的效率：
η=

Q吸

Q總

×100%=

2.52×107J

5.4×107J

×100%≈46.7%；
（3）∵Q_吸=60%Q_放
∴燃燒石油氣放出的熱量：
Q_放=

Q吸

60%

=

2.52×107J

60%

=4.2×10⁷J，
∵Q_放=mq
∴燃燒石油氣的質(zhì)量：
m_氣=

Q放

q

=

4.2×107J

3.5×107J/kg

=1.2kg，
∵ρ=

m

V

∴石油氣的體積：
V_氣=

m氣

ρ氣

=

1.2kg

0.72kg/m3

≈1.67m³，
費(fèi)用=3元/m³×1.67m³=5元．
答：（1）每天共吸收5.4×10⁷J太陽能；
（2）該太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為水的熱能的效率是46.7%；
（3）需要5元費(fèi)用．

點(diǎn)評：此題主要考查的是學(xué)生對質(zhì)量、熱量、轉(zhuǎn)化效率和熱值計(jì)算公式的理解和掌握，綜合性較強(qiáng)，有一定難度．