Question

在國家大力提倡節能減排和使用新能源的政策支持下，小明家計劃安裝太陽能電池板供照明使用，同時將普通白熾燈全部換成LED節能燈．他通過調查和查閱資料獲取了以下信息：
①小明家所處位置每天平均能接收的太陽能約為1.68×10⁷J/m²．
②某型號的太陽能電池板對太陽能的利用率為10%．
③5W的LED節能燈照明效果與40W的普通白熾燈相同．
④家里有5盞40W的普通白熾燈，每盞燈每天平均使用4h．
請回答下列問題：
（1）請寫出一種新能源（除太陽能外），并說說你（家）能為節能減排做些什么？
（2）換用節能燈后與原來相比，每天可節約照明用電多少度？
（3）若小明家安裝了5m²的太陽能電池板，太陽能電池板一天轉化為電能的能量全部用來加熱水，可以使多少質量的水由20℃升高到40℃？

Answer 1

分析：①常見的新能源有：風能，核能，地熱能，潮汐能等；節省紙張，節水節電都是節能減排的措施；
②要計算換用節能燈后與原來相比，每天可節約照明用電多少度，先算出每天節省的功率，即（40W-5W）×5，再根據W=Pt，算出每天可節約用電量．
③先計算出5m²太陽能電池板每天發電量，即為水吸收的熱量，再計算水的質量．

解答：解：（1）風能，核能，地熱能，潮汐能等都是常見的新能源．
比如節約紙張，節約用電，乘坐公共汽車等都是節能減排的措施．
（2）因為家里有5盞40W的普通白熾燈，每盞燈每天平均使用4h．
所以：換用節能燈后可節約的總功率：P_節=（40W-5W）×5=175W．
每天可節約用電：W_節=P_節t=0.175kW×4h=0.7kW?h=0.7度．
（3）5m²太陽能電池板每天發電量為：W=1.68×10⁷J/m²×10%×5m²=8.4×10⁶J
水吸收的熱量為：Q=W=8.4×10⁶J
水的質量為：m=

Q

C(t2-t1)

=

8.4×106

4.2×103×(40-20)

=100kg
答：（1）新能源比如：風能；
比如節約紙張，節約用電，乘坐公共汽車等都是節能減排的措施．
（2）換用節能燈后與原來相比，每天可節約照明用電0.7度．
（3）若小明家安裝了5m²的太陽能電池板，太陽能電池板一天轉化為電能的能量全部用來加熱水，可以使100kg的水由20℃升高到40℃．

點評：本題是一道綜合題，綜合考查了能量和能源，以及功的計算等知識，是一道比較難的題目，學生必須具有扎實的基礎才能解答．