Question

以前我校食堂使用鍋爐燃燒優(yōu)質(zhì)煤為學(xué)生宿舍提供熱水，成本高污染重．今年暑假，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)這種供水方式進(jìn)行了改進(jìn)，籌集資金購(gòu)買了100臺(tái)太陽能熱水器，將它們安裝在陽光充足的宿舍樓樓頂上．其銘牌上的部分參數(shù)如圖所示．（1）熱水器上滿水后，水的質(zhì)量為多少？
（2）資料顯示靖江地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽能約為2.1×10⁶J．若這些熱水器上滿水，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，則每臺(tái)熱水器一天中接收的太陽能（E）約為多少？水吸收的熱量為多少？所吸收的熱量可使水溫升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（3）若這100臺(tái)熱水器一天中接收的太陽能，由燃燒優(yōu)質(zhì)煤（熱值q=3.4×10⁷J/kg）來獲得，則需要完全燃燒多少千克優(yōu)質(zhì)煤？
（4）請(qǐng)你：①?gòu)哪茉春涂沙掷m(xù)發(fā)展的角度，說出提倡開發(fā)利用太陽能的兩點(diǎn)主要理由；
②說出當(dāng)前在利用太陽能方面所面臨的某一主要困難（可從自然因素或技術(shù)因素等方面思考）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)ρ=

m

V

求出水的質(zhì)量；
（2）根據(jù)題意求出接收的太陽能；再求出水吸收的熱量；根據(jù)Q_吸=cm△t求出水升高的溫度；
（3）求出100太熱水器接收的總太陽能，根據(jù)Q=mq求出燃燒優(yōu)質(zhì)煤的質(zhì)量；
（4）太陽能節(jié)能、環(huán)保，取之不盡用之不竭，但現(xiàn)在太陽能的效率比較低．

解答：解：（1）∵ρ=

m

V

∴水的質(zhì)量m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg；
（2）每臺(tái)熱水器一天中接收的太陽能：
E=2.1×10⁶J/（h?m²）×8h×1.5m²=2.52×10⁷J；
水吸收的熱量Q_吸=60%E=60%×2.52×10⁷J=1.512×10⁷J；
∵Q_吸=cm△t
∴水升高的溫度：
△t=

Q吸

cm

=

1.512×107J

4.2×103J/(kg?℃)×80kg

=45℃；
（3）100太熱水器接收的總太陽能：
Q_總=100E=100×2.52×10⁷J=2.52×10⁹J，
∵Q=mq
∴燃燒優(yōu)質(zhì)煤的質(zhì)量：
m′=

Q總

q

=

2.52×109J

3.4×107J/kg

≈74.1kg；
（4）①提倡開發(fā)利用太陽能的兩點(diǎn)主要理由：利用太陽能可節(jié)約化石類能源，減少環(huán)境污染；
②當(dāng)前在利用太陽能方面所面臨的某一主要困難：受天氣、環(huán)境影響；轉(zhuǎn)換效率低，提供的功率�。�
答：（1）水的質(zhì)量為80kg；
（2）每臺(tái)熱水器一天中接收的太陽能（E）約為2.52×10⁷J；
水吸收的熱量為1.512×10⁷J；
水升高的溫度為45℃；
（3）需要完全燃燒74.1kg優(yōu)質(zhì)煤；
（4）①利用太陽能可節(jié)約化石類能源，減少環(huán)境污染；②受天氣、環(huán)境影響；轉(zhuǎn)換效率低，提供的功率小．

點(diǎn)評(píng)：這是一道綜合性很強(qiáng)的題目，要求知識(shí)的系統(tǒng)性要很強(qiáng)才能完成題目的解答．對(duì)于大型計(jì)算題要注意兩點(diǎn)：（1）公式及變形公式的正確運(yùn)用；（2）掌握知識(shí)與知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系．