Question

18．如圖所示的一種太陽能路燈，太陽能電池板平均每平方米面積上每小時接收的太陽能約為4×10⁶J（不考慮天氣的影響），兩塊總有效面積為0.6m²的太陽能電池板，太陽光照射一天（以8h計），求：
（1）兩塊太陽能電池板一天收集的太陽能是多少焦耳？
（2）若把面積同樣大小的太陽能電池板改裝成太陽能熱水器，水的吸熱效率為42%，這些太陽能可以使多少千克的水溫度升高50℃？
（3）太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是15%，則這些太陽能可供10只“220V  4W”的節(jié)能燈連續(xù)正常工作多少小時？
（4）請你結(jié)合生活經(jīng)驗各舉出一點利用太陽能的好處和不足．

Answer 1

分析 （1）知道太陽能電池板平均每平方米面積上每小時接收的太陽能、時間和有效面積，代入數(shù)值計算即可；
（2）知道水的吸熱效率，可求水吸收的熱量，再利用Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量；
（3）知道太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率，可求轉(zhuǎn)化為的電能，再利用t=$\frac{W}{P}$求燈的工作時間；
（4）從節(jié)約能源、環(huán)保等方面分析太陽能的優(yōu)點；太陽能受天氣的影響．

解答 解：
（1）兩塊太陽能電池板一天收集的太陽能：
E=4×10⁶J/（m²•h）×0.6m²×8h=1.92×10⁷J；
（2）由題知，水的吸熱效率為42%，
則水吸收的熱量：
Q_吸=E×42%=1.92×10⁷J×42%=8.064×10⁶J，
由Q_吸=cm△t可知：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{8.064×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50℃}$=38.4kg；
（3）由題知，太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是15%，
轉(zhuǎn)化為的電能：
W=E×42%=1.92×10⁷J×15%=2.88×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.88×1{0}^{6}J}{40W}$=7.2×10⁴s=20h；
（4）太陽能的優(yōu)點：取之不盡、用之不竭，清潔無污染；
不足：受天氣的影響，晴天獲取的太陽能多，陰天或雨天獲取的太陽能少．
答：
（1）兩塊太陽能電池板一天收集的太陽能是1.92×10⁷J；
（2）這些太陽能可以使38.4kg的水溫度升高50℃；
（3）這些太陽能可供10只“220V  4W”的節(jié)能燈連續(xù)正常工作20h；
（4）太陽能的好處是：取之不盡、用之不竭，清潔無污染；不足是：受天氣的影響，晴天獲取的太陽能多，陰天或雨天獲取的太陽能少．

點評 本題考查了吸熱公式、效率公式、電功率公式的應(yīng)用，對于大型計算題要注意兩點：（1）公式及變形公式的正確運用；（2）知識與知識的內(nèi)在聯(lián)系．