Question

6．人類正積極開發(fā)和利用太陽能，如太陽能熱水器、太陽能電池等．小穎想測(cè)出地球表面接收到太陽能的總功率．
（1）天氣晴朗時(shí)，小穎測(cè)得太陽能熱水器1h內(nèi)平均能使質(zhì)量為36kg的水從20℃升高到30℃，則水吸收了多少熱量？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）小穎查得熱水器接收太陽能的總有效面積為1.2m²，熱水器能把接收到的太陽能的50%轉(zhuǎn)變?yōu)樗�的�?nèi)能，則這臺(tái)太陽能熱水器一天被太陽能照射8小時(shí)，總共獲得多少焦的太陽能？
（3）當(dāng)前電價(jià)以0.53元/度，則這臺(tái)太陽能熱水器一天燒的水量若全部用電能來加熱，需要多少電費(fèi)？（一天，按接受太陽光照為8小時(shí)算，用電燒水可以認(rèn)為電能全部能夠轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，不計(jì)其它熱損失）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)熱量的計(jì)算公式為Q_吸=cm△t，計(jì)算出水吸收了多少的熱量；
（2）太陽能的有效能量轉(zhuǎn)變?yōu)樗�的�?nèi)能即水吸收的熱量，所以50%E=Q，計(jì)算出太陽能釋放的能量；
（3）若全部用電能來加熱，則吸收的熱量等于消耗的電能，即可根據(jù)電價(jià)求出需要多少電費(fèi)．

解答 解：（1）吸收的熱量Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×36kg×（30℃-20℃）=1.512×10⁶J；
（2）1h內(nèi)1.2m²太陽能熱水器接收的能量：
E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.512×1{0}^{6}J}{50%}$=3.024×10⁶J；
則被太陽能照射8小時(shí)熱水器接收的能量：E_總=8E=8×3.024×10⁶J=2.4192×10⁶J；
（3）因?yàn)镼_放=8Q_吸=8×1.512×10⁶J=1.2096×10⁷J=3.36kW•h，
所以需要交納的電費(fèi)為3.36kW•h×0.53元/kW•h≈1.78元．
答：（1）水吸收了1.512×10⁶J的熱量；
（2）這臺(tái)太陽能熱水器一天被太陽能照射8小時(shí)，總共獲得2.4192×10⁶J的太陽能；
（3）這臺(tái)太陽能熱水器一條燒的水量若全部用電能來加熱，需要1.78元的電費(fèi)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)吸熱公式、功及功率公式的掌握和運(yùn)用，提高了學(xué)生積極開發(fā)新能源的意識(shí)，體現(xiàn)了學(xué)以致用，有意義．