Question

5．小明家新安裝了一臺容積為0.5m³的太陽能熱水器，加滿水后，利用太陽能加熱．小明調查該地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為1.4×10⁶J． 若一熱水器接受太陽能的有效面積為1.5m²，每天日照時間按8h計算，那么：
（1）它一天中接收的太陽能約為多少？
（2）若這些太陽能有60%被熱水器中的水吸收，則可使100Kg的水溫升高多少？[c_水=4.210³J/（kg•℃）]
（3）若該熱水器一天中接收的太陽能，由燃燒煤氣 （熱值q=4.2×10⁷J/kg）來獲得，則需要完全燃燒多少千克煤氣？
（4）請你：①說出提倡開發(fā)利用太陽能的主要理由；
②說出當前在利用太陽能方面所面臨的某一主要困難．

Answer 1

分析 （1）根據小明的調查（該地區(qū)晴天平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為1.4×10⁶J）計算；
（2）知道（1）中接收的太陽能的60%被熱水器中的水吸收，利用吸熱公式求水溫的升高值；
（3）知道（1）中接收的太陽能，利用燃料放熱公式求需要完全燃燒多少千克煤氣；
（4）從環(huán)保、經濟以及使用條件等方面分析．

解答 解：（1）一天中接收的太陽能：
Q=1.4×10⁶J×1.5×8=1.68×10⁷J；
（2）由題知：
Q′=Q×60%=1.68×10⁷J×60%=1.008×10⁷J；
由cm△t可得，
△t=$\frac{Q′}{cm}$=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=24℃；
（3）由題知：
Q′=m′q=1.68×10⁷J；
則需要完全燃燒煤氣的質量：m′=$\frac{Q′}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.4kg；
（4）①提倡開發(fā)利用太陽能的主要理由：對環(huán)境無污染，節(jié)約能源；
②當前在利用太陽能方面所面臨的主要困難：受天氣影響（只有晴天用）
答：（1）它一天中接收的太陽能約為1.68×10⁷J；
（2）則可使100Kg的水溫升高24℃；
（3）需要完全燃燒0.4千克煤氣；
（4）①提倡開發(fā)利用太陽能的主要理由：對環(huán)境無污染，節(jié)約能源；
②當前在利用太陽能方面所面臨的主要困難：受天氣影響（只有晴天用）．

點評 本題考查了太陽能熱水器的利用率、吸熱公式計算、燃料燃燒放熱計算，知識點多，屬于難題．