Question

【題目】“Smartflower Pop”是一款太陽能電池板，它能確保與日照方向始終垂直，使其吸收的太陽能最多．該電池板有自動清潔裝置，使得它的工作效率比沾滿灰塵的電池板更高．白天，太陽能電池發(fā)出的電直接供給家用電器工作，多余部分存儲在蓄電池中．

（1）太陽能屬于____能源選填（“常規(guī)”或“新”），太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為____能．

（2）“Smartflower Pop”晚間自動清潔一次需要1h，此時的耗電功率為1kW，則自動清潔一次消耗的電能為多少焦______？與多少千克的焦炭完全燃燒產(chǎn)生的熱量相等____．（焦炭的熱值q=3×107J/kg）

（3）若葉片面積為25m2，白天太陽能電池接收太陽輻射的平均功率為1000W/m2，光電轉(zhuǎn)化效率為20%．某日，白天家庭耗電的平均功率為4 kW，蓄電池的充電效率為84%，晚上若將當天存儲的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將60kg的水從20℃加熱到68℃，求當天的日照時間為多少小時_______．

Answer 1

【答案】 新 電 3.6×106J 略 4h

【解析】（1）太陽能屬于新能源；太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能；

（2）根據(jù)P=得自動清潔一次消耗的電能為：W=Pt=1000W×3600s=3.6×106J；

消耗的電能與焦炭完全燃燒產(chǎn)生的熱量相等，根據(jù)Q=mq得，完全燃燒焦炭的質(zhì)量：m===0.12kg；

（3）白天太陽能電池接收太陽輻射的功率為P=P0=1000W/m2×25m2=25000W，

白天太陽能電池儲存的電功率為P電=P光η=25000W×20%=5000W；

白天剩余的功率為：P′=P電﹣P白=5000W﹣4000W=1000W；

因為蓄電池的充電效率為84%，所以儲存的電功率為P″=P′×84%=1000W×84%=840W

水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×60kg×（68℃﹣20℃）=1.2096×107J；

因為晚上電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故W=Q吸=1.2096×107J；

當天的日照時間為：t===1.44×104s=4h．