Question

將太陽能轉化為電能是人們利用太陽能的基本方式之一．如圖所示是人們熟知的太陽能電池板，它可以將太陽能轉化為化學能儲存在蓄電池內，供夜間的路燈照明．若一段時間內太陽能電池板接收的太陽能為2.4×10⁷J．這些太陽能經轉化后可以供功率為40W的照明路燈工作60h，求：
（1）這些能量相當于多少千克煤完全燃燒放出的熱量？（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）；
（2）此太陽能電池板的能量轉化效率．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道煤的熱值q和煤完全燃燒放出的熱量（太陽能電池板接收的太陽的能量），利用Q_放=mq求需要完全燃燒煤的質量．
（2）知道路燈的電功率和用電時間，利用W=Pt求路燈消耗的電能，這是有用能量；然后與得到的太陽能相比即可求出能量轉化效率．
解答：解：（1）由題知，Q_放=mq=2.4×10⁷J，
∴需要完全燃燒煤的質量：
m===0.8kg．
（2）使用太陽能路燈的有用能量：
W_電=Pt=40W×60×3600s=8.64×10⁶J，
太陽能電池板接收的太陽能（總能量）：
W_總=2.4×10⁷J，
該太陽能路燈的能量轉化效率：
η=×100%=×100%=36%．
答：（1）這些能量相當于0.8千克煤完全燃燒放出的熱量；
（2）此太陽能電池板的能量轉化效率為36%．
點評：本題考查了燃料完全燃燒放出熱量的計算、消耗電能的計算、效率的計算，涉及到新開發的太陽能路燈使用時的能量轉化，靈活運用所學知識解決實際問題，有意義！