Question

目前，我國西南五省正經(jīng)歷百年一遇的特大干旱，災(zāi)區(qū)的旱情牽動(dòng)了全國人民的心．北方的沙塵暴也同樣給人們的生產(chǎn)、生活帶來了不同程度的影響．干旱、沙塵暴等極端天氣的頻發(fā)和高強(qiáng)度，其重要的原因就是“全球氣候變暖”，而二氧化碳是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)祝�面�?duì)日益惡化的環(huán)境、行將枯竭的化石能源…，人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到：必須建立綠色、環(huán)保的低碳生活，用自己的力量呵護(hù)我們美麗的地球家園！
（1）為了緩解旱情，災(zāi)區(qū)各省市積極行動(dòng)，利用有利的氣象條件多次實(shí)施人工降雨．要實(shí)施人工降雨必須具備什么樣的氣象條件？實(shí)施人工降雨時(shí)常向高空拋灑干冰，請(qǐng)問干冰的作用是什么？
（2）太陽能熱水器不用電、不燒氣，利用太陽能，無任何污染，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品．小明家屋頂上有一臺(tái)太陽能熱水器，水箱容量為120升．
①該水箱最多能裝質(zhì)量為多少kg的水？
②假如熱水器接收到的太陽能有50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則使一箱水的溫度從20℃升高到70℃，需要接收多少太陽能？
③若使用液化石油氣給水加熱時(shí)，液化石油氣完全燃燒放熱的70%被水吸收，則在使用太陽能熱水器后，使同樣多的水升高相同的溫度，可節(jié)約液化石油氣多少kg？[液化石油氣的熱值為8.0×10⁷J/kg、水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃）]．

Answer 1

分析：（1）要解答本題需掌握：人工降雨就是在云層中拋灑干冰，固態(tài)二氧化碳即干冰變?yōu)闅怏w，是由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)，屬于升華，由于升華要吸收熱量，所以致使周圍的溫度急劇下降，使水蒸氣遇冷液化形成雨，這就需要空氣中有大量的水蒸氣．
（2）①知道水箱的容量和水的密度，可利用公式m=ρV計(jì)算水的質(zhì)量．
 ②知道水的比熱容、質(zhì)量和溫度變化，可利用公式Q_吸=Cm△t計(jì)算水吸收的熱量，熱水器接收到的太陽能有50%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，可利用公式Q=

Q吸

η

計(jì)算接收的太陽能．
③使同樣多的水升高相同的溫度，從而可以知道水吸收的熱量，而液化石油氣完全燃燒放出的熱量70%被水吸收，可利用公式Q_放=

Q吸

η

計(jì)算液化石油氣完全燃燒放出的熱量，再利用公式m=

Q放

q

計(jì)算液化石油氣的質(zhì)量．

解答：解：
（1）人工降雨就是在云層中拋灑干冰，干冰進(jìn)入冷云層，由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，屬于升華，利用干冰升華吸熱降低空氣的溫度，使水蒸氣遇冷液化形成雨，這就需要空氣中有大量的水蒸氣．
答：要實(shí)施人工降雨這就需要空氣中有大量的水蒸氣．實(shí)施人工降雨時(shí)常向高空拋灑干冰，干冰進(jìn)入冷云層，由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，屬于升華，利用干冰升華吸熱降低空氣的溫度，使水蒸氣遇冷液化形成雨．
（2）①∵ρ=1.0×10³kg/m³，V=120L=0.12m³     
∴由公式ρ=

m

v

得，
m=ρ?v=1.0×10³kg/m³ ×0.12m³=120kg．
②∵C=4.2×10³J/（kg?℃），△t=t-t₀=70℃-20℃=50℃，
∴水吸收的熱量為：
Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×120kg×50℃=2.52×10⁷J，
所以接收的太陽能為：
Q=

Q吸

η

=

2.52×107J

50%

=5.04×10⁷J．
③∵液化石油氣完全燃燒放出的熱量70%被水吸收，
∴液化石油氣完全燃燒放出的熱量為：
Q_放=

Q吸

η

=

2.52×107J

70%

=3.6×10⁷J，
又∵q=8.0×10⁷J/kg，
∴液化石油氣的質(zhì)量為：m=

Q放

q

=

3.6×107J

8.0×107J/kg

=0.45kg．
答：①該水箱最多能裝質(zhì)量為120kg的水．
②需要接收的太陽能為5.04×10⁷J．
③可節(jié)約液化石油0.45kg．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了的是雨的形成條件，以及人工降雨的原理，是一道理論聯(lián)系實(shí)際的題目，是一道好題．以及學(xué)生對(duì)密度公式、吸熱公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，計(jì)算時(shí)注意單位統(tǒng)一，雖然120L水和120kg水的量相等，但不能寫成120L=120kg！