Question

5．提倡環(huán)保節(jié)能是現(xiàn)代社會的主流，有條件的地區(qū)使用太陽能進行取暖或發(fā)電正在積極推進中，經(jīng)查詢資料，本地區(qū)冬季太陽能集熱管每平方米面積上每天可接受的太陽能為1.68×10⁷J，煤的熱值為3×10⁷J/kg．請你幫助完成下列計算，為本地區(qū)太陽能建設提供依據(jù)．
（1）如果集熱管每平方米面積上每天接受的太陽能的90%被水吸收，可使多少千克的水溫度從20℃升高到70℃？（水的比熱容為4.2×10³J/（kg•℃））
（2）用集熱管每平方米面積上每天接收的太陽能替代煤，可節(jié)約煤多少千克？（假設煤完全燃燒）
（3）請寫出一條太陽能的優(yōu)點．

Answer 1

分析 （1）已知η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$，根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm△t就可求出可以使多少千克水的溫度從20℃升高到70℃．
（2）因為煤完全燃燒，利用Q=mq即可求得煤的質(zhì)量．
（3）太陽能無污染屬清潔能源．

解答 解：
（1）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$=90%可得，水吸收的熱量：
Q_吸=90%×1.68×10⁷J=1.512×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{1.512×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（70℃-20℃）}$=72kg．
（2）假設煤完全燃燒Q_放=W=1.68×10⁷J，
由Q_放=m_煤q可得，需要燃燒煤的質(zhì)量：
m_煤=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=0.56kg，即可節(jié)約煤0.56kg．
（3）太陽能其優(yōu)點是：節(jié)能、無污染、取之不盡等．
答：（1）可使72千克的水溫度從20℃升高到70℃；
（2）可節(jié)約煤0.56kg；
（3）太陽能其優(yōu)點是：節(jié)能、無污染、取之不盡等．

點評 本題是一道熱學的綜合應用題，與實際生活相聯(lián)系，使學生覺得學了物理有用，熟練應用吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式即可正確解題．