Question

如圖是太陽(yáng)能熱水器的裝置圖．它主要由太陽(yáng)能吸熱板和補(bǔ)水箱等組成，它利用水的對(duì)流與循環(huán)把水加熱．補(bǔ)水箱內(nèi)裝40kg水，如果每分鐘吸收太陽(yáng)輻射的能量為8.4×10⁴J，其中60%被水吸收（C_水=4.2×10³J/（kg?℃）．求：
（1）太陽(yáng)能熱水器的工作過程中將

太陽(yáng)

能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)

能．
（2）將補(bǔ)水箱里20℃的水經(jīng)吸熱板加熱1小時(shí)水溫升高了多少度？
（3）若改用電熱器加熱，需耗電多少度？（不計(jì)熱量損失）

Answer 1

分析：（1）太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)輻射的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，來提高水的溫度．
（2）太陽(yáng)能不是全部被水吸收，只有60%被吸收，所以需要利用機(jī)械效率的公式對(duì)有用功進(jìn)行計(jì)算．
根據(jù)熱量公式Q_太=cm△t，對(duì)水升高溫度進(jìn)行計(jì)算．
（3）如果用電熱器加熱，需要利用單位換算進(jìn)行判斷．
1kW?h=3.6×10⁶J．

解答：解：（1）太陽(yáng)能熱水器工作時(shí)將太陽(yáng)輻射的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；
（2）接受太陽(yáng)的輻射能：Q_太=8.4×10⁴J/min×60min=5.04×10⁶J，
水吸收的熱量：Q_吸=60%Q_太=5.04×10⁶J×60%=3.024×10⁶J，
由Q_吸=cm△t，得：
水升高的溫度：
△t=

Q吸

cm

=

3.024×106J

4.2×103J/(kg?℃)×40kg

=18℃；
（3）電加熱器消耗的電能：W_電=Q_吸=3.024×10⁶J=0.84kW?h．
故答案為：（1）太陽(yáng)；內(nèi)；
（2）將補(bǔ)水箱里20℃的水經(jīng)吸熱板加熱1小時(shí)水溫升高了18℃；
（3）若改用電熱器加熱，需耗電0.84kW?h．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的理解，同時(shí)要求掌握熱量公式的計(jì)算和電能單位的換算．