Question

有一款太陽(yáng)能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如表所示．將它安裝在陽(yáng)光充足的水平臺(tái)面上，并送滿水．

（1）若它的底部支架與水平臺(tái)面的接觸面積為0.3m²，求它對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)．
（2）本地（晴天）平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為2.8×10⁶J．若該熱水器接受太陽(yáng)能的有效面積為1.5m²，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，則它一天中接收的太陽(yáng)能約為多少？相當(dāng)于節(jié)約了多少kg的煤炭（煤的熱值為4.2×10⁷J/kg）？
（3）請(qǐng)你從能源和可持續(xù)發(fā)展的角度，說(shuō)出提倡開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的兩點(diǎn)主要理由．

Answer 1

分析：（1）本題首先從表中數(shù)據(jù)這款太陽(yáng)能熱水器自身質(zhì)量，水容量，然后求 熱水器的總質(zhì)量、總重力，最后求它對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)．
（2）先求有效面積為1.5m²的太陽(yáng)能熱水器一天（8h）吸收的太陽(yáng)能，然后利用熱量公式計(jì)算出需燃燒煤氣的質(zhì)量．
（3）從太陽(yáng)能的諸多優(yōu)點(diǎn)和當(dāng)前太陽(yáng)能所面臨的主要困難去分析．

解答：解：（1）讀表查的可知，這款太陽(yáng)能熱水器自身質(zhì)量為40kg，水容量為80L=0.08m³，裝滿水時(shí)水的質(zhì)量、太陽(yáng)能熱水器裝滿水后對(duì)臺(tái)面的壓力，
m=ρV=10³kg/m³×0.08m³=80kg．
熱水器的總質(zhì)量為：40kg+80kg=120kg．
G_水=m_水g=ρ_水V_水g=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³×10N/kg=800N．
太陽(yáng)能熱水器裝滿水后對(duì)臺(tái)面的壓力為：
F=G_器+G_水=800N+40kg×10N/kg=1200N．
p=

F

s

=

1200N

0.3m2

=4×10³Pa．
（2）由本地區(qū)平均每平方米的面積上每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為2.8×10⁶J，
可計(jì)算出有效面積為1.5m²的太陽(yáng)能熱水器一天（8h）吸收的太陽(yáng)能為：
E=2.8×10⁶×1.5×8J=3.36×10⁷J（1分）．
Q_放=

Q

q

=

E

q

=

3.36×107J

4.2×107J/kg

=0.8kg（1分）．
（3）利用太陽(yáng)能可節(jié)約化石類(lèi)能源（或“減少煤、石油等化石類(lèi)能源的消耗”、或“節(jié)約能源”）；
減少環(huán)境污染（或“減少污染”、“無(wú)污染”）目前利用太陽(yáng)能所面臨的主要困難，一是受天氣的影響，二是能量轉(zhuǎn)換效率低．（每點(diǎn)1分）
答：（1）若它的底部支架與水平臺(tái)面的接觸面積為0.3m²，它對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)為4×10³Pa．
（2）它一天中接收的太陽(yáng)能約為3.36×10⁷J，相當(dāng)于節(jié)約了0.8kg的煤炭．
（3）利用太陽(yáng)能可節(jié)約化石類(lèi)能源，減少環(huán)境污染．

點(diǎn)評(píng)：太陽(yáng)能具有取之不盡，用之不竭，清潔無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受人們的青睞．在能源問(wèn)題日益突出的今天，如何有效地利用太陽(yáng)能自然成了中考關(guān)注的熱點(diǎn)．