Question

9．某品牌太陽內(nèi)熱水器的數(shù)據(jù)如下：

真空管直徑×長度（mm）	70×1800	規(guī)格（支管）	15
外型尺寸（ram）	1840×1597×1765	保溫層（mm）	60
冰箱容量（L）	150	采光面積（m2）	2.1

請計算：
（1）若我市冬季向陽的地方每平方米的面積在一小時內(nèi)得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J．若每天接收太陽能的時間以8小時計算，熱水器能把接收到的太陽能的50%轉(zhuǎn)化成水的內(nèi)能，則正常情況下一天該熱水器能把初溫為20℃的一箱水加熱到多少攝氏度？
（2）如果換用一臺標有“220V  1500W”的電熱水器在額定電壓下工作，把同樣的一箱水升高相同的溫度需要多長時間？
（3）結(jié)合你所知的太陽能利用，談?wù)勀銓Υ笠?guī)模開發(fā)利用太陽能的認識．

Answer 1

分析 （1）由題提供條件可以求8h水吸收的熱量，再利用吸熱公式求水的溫度變化值；
（2）已知要產(chǎn)生的熱量，即電流要做的功，因為電熱水器在額定電壓下工作，所以電功率為額定功率，利用功率公式求通電時間；
（3）太陽能的特點是太陽能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應(yīng)時間長，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會給環(huán)境帶來污染．

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$，
水的質(zhì)量：m=ρv=1×10³kg/m³×150×10^-3m³=150kg，
由題知，在8h內(nèi)水吸熱：
Q_吸=3×10⁶J/m²×2.1m²×8×50%=2.52×10⁷J，
由Q_吸=cm△t
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×150kg}$=40℃，
所以能把水加熱到：t=t₀+20℃=40℃+20℃=60℃；
（2）電熱水器在額定電壓下工作，電熱水的電功率：
P=P_額=1500W，
由P=$\frac{W}{t}$
所以t=$\frac{W}{P}$=$\frac{{Q}_{吸}}{P}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{1500W}$=16800s=4h40min；
（3）由題可知，使用太陽能可以節(jié)能，安全且無污染，但雨天或陰天時無法使用．
答：（1）正常情況下一天內(nèi)該熱水器能把初溫為20℃的一箱水加熱到60℃；
（2）如果換用電熱水器，把同樣的一箱水加熱升高相同的溫度需要4h40min；
（3）使用太陽能可以節(jié)約電能等，且無污染；但受天氣情況制約．

點評 本題主要考查了密度公式的應(yīng)用、太陽能熱水器的熱量計算及其使用太陽能熱水器的優(yōu)缺點的認識，從說明書中得到相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵，做題同時提高了學生開發(fā)新能源的意識，有意義！