Question

如圖是一種電能輔助式太陽能熱水器，晴天時接收太陽能的真空鍍膜管每小時能將2.1×10⁶J的太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，電熱管上標有“220V  1500W”．
（1）晴天時用太陽能加熱，一天以lOh計算，可以將100kg，初溫為20℃的水加熱到多高的溫度？[水的比熱容C=4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）陰雨天時用電加熱，如果消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，熱水器在額定電壓下工作，將上述同樣質(zhì)量的初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要多長的時間？
（3）請你說說利用太陽能有什么優(yōu)點？

Answer 1

分析：（1）由題干條件可以計算出10h水吸收的熱量，利用吸熱公式求水吸熱升高后的溫度；
（2）知道每天水吸熱和電熱管的額定功率，利用Q=W=Pt計算熱水器在額定電壓下工作，所需的加熱時間；
（3）從經(jīng)濟、可再生、環(huán)保方面分析．

解答：解：（1）l天10h太陽能熱水器吸收的熱量：
Q_吸=2.1×l0⁶J×10=2.1×10⁷J
由Q_吸=cm（t-t₀）得水升高后的溫度
t=

Q吸

cm

+t₀=

2.1×107J

4.2×103J/(kg?℃) ×100kg

+20℃=70℃；
（2）陰天改用電加熱時：
∵Q_吸=W=Pt=2.1×l0⁷J，熱水器在額定電壓下工作
∴將上述同樣質(zhì)量的初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要的時間：
t=

Q吸

P

=

2.1×107J

1500W

=1.4×l0⁴s≈3.9h；
（3）太陽能的優(yōu)點：不污染環(huán)境、省錢、可以從自然界源源不斷地得到．
答：（1）晴天時用太陽能加熱，一天以lOh計算，可以將100kg，初溫為20℃的水加熱到70℃；
（2）熱水器在額定電壓下工作，將上述同樣質(zhì)量的初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要3.9h的時間；
（3）不污染環(huán)境、省錢、可以從自然界源源不斷地得到．

點評：本題將熱學的吸熱公式和電學的電功率相結(jié)合，雖屬于基礎知識，但要求靈活運用，屬于難題．