Question

太陽能熱水器具有安全、節能、經濟和環保等優點．某研究性學習小組對“物體吸收太陽能的能力與表面顏色之間的關系”進行了實驗研究：在兩只相同的燒杯中裝有質量和初溫相同的水，燒杯外用一個黑色塑料袋和一個白色塑料袋密封，插入溫度計（溫度計的玻璃泡浸沒在水中，大部分刻度露出可見），放在陽光下曝曬．每隔相同的時間讀出溫度計的示數，數據記錄如下：

塑料袋顏色	水的質量（m/kg）	初溫（t/℃）	溫度（t1/℃）	溫度（t2/℃）	溫度（t3/℃）	…
黑色	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	…
白色	1.0	15.0	16.5	17.8	19.0	…

根據上述數據回答下列問題：
（1）太陽能熱水器工作時，發生的是能量轉化還是能量的轉移？答：______；
（2）通過上面的研究可以推斷：太陽能熱水器的集熱管表面顏色以______為宜；
（3）小剛家原來用液化石油氣燒水，每天約用60℃的熱水100kg．現選用了一臺簡易的太陽能熱水器，
①若這臺熱水器夏天平均每天可將初溫20℃質量為100kg的水加熱溫度升高到60℃，這些水吸收的熱量為多少？
②若液化石油氣燃燒放出的熱量有70%被水吸收，她家改用太陽能熱水器后，平均每天可節約液化石油氣多少千克？（液化石油氣的熱值為8.0×10⁷J/kg）
③請你說出使用太陽能熱水器的優缺點各一點．

Answer 1

（1）太陽能熱水器工作時，將太陽能轉化為內能；
（2）通過表中數據可以看出，太陽能熱水器的集熱管中裝有相同質量的水，照射相同的時間，表面顏色為黑色時，水的溫度升的高；
（3）①水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×10⁷J；
②液化石油氣燃燒放出的熱量：
Q_放=

Q吸

70%

=

1.68×107J

70%

=2.4×10⁷J，
∵Q_放=mq
∴節約液化石油氣的質量：m=

Q放

q

=

2.4×107J

8×107J/kg

=0.3kg；
③太陽能熱水器的優點：利用的是太陽能，可以節約能源，并且無污染；
缺點：受天氣情況的影響．
故答案為：（1）轉化；（2）黑色；（3）①水吸收的熱量為1.68×10⁷J；
②平均每天可節約液化石油氣0.3kg；
③優點：可以節約能源，并且無污染；缺點：受天氣情況的影響．