Question

（2012?長(zhǎng)豐縣模擬）隨著人們節(jié)能和保護(hù)環(huán)境意識(shí)的提高，大部分家庭都已使用了太陽(yáng)能熱水器．有一種太陽(yáng)能、電能兩用熱水器，它接收太陽(yáng)能的真空鍍膜管的總有效面積約為1.6m²，能接收的太陽(yáng)能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能（如圖），該太陽(yáng)能的銘牌如下表所示．
（1）晴天時(shí)，用太陽(yáng)能加熱，每年六月份，某地區(qū)向著陽(yáng)光的地方平均每1m²的面積在1h內(nèi)得到的太陽(yáng)能為4.2×10⁶J，如果每天接收太陽(yáng)能的時(shí)間以1h計(jì)算，可以將150kg、初溫為20℃的水加熱到多少攝氏度？[水的比熱容c=4.2×10³J/kg?℃]
（2）如果遇到陰雨天用電加熱，每年6月份，熱水器在額定電壓下工作時(shí)，將上述同樣質(zhì)量初溫的水加熱到同樣的溫度需多長(zhǎng)時(shí)間？（假定所消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）
（3）請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)使用太陽(yáng)能的好處．

型號(hào)	ERTH-100B
額定功率	1400W
額定電壓	220V
容量	150L
外形尺寸	9605    554    66mm3

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題目的已知條件，太陽(yáng)能的面積、接收時(shí)間，先計(jì)算太陽(yáng)能接收的熱量，再利用熱量公式Q=cm△t計(jì)算水的末溫度；
（2）已知電釋放的熱量、功率求時(shí)間，利用電功率的公式p=

W

t

計(jì)算；
（3）太陽(yáng)能的特點(diǎn)：太陽(yáng)能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染．

解答：解：（1）據(jù)題意可知：
水能夠吸收的熱量：
Q_吸=4.2×10⁶J/（m²?h）×1.6m²×10h×40%=2.688×10⁷J；
∵Q_吸=cm（t-t₀）
∴t=

Q

cm

+t₀=

2.688×107J

4.2×103J/(kg?℃)×150kg

+20℃=42.7℃+20℃=62.7℃
（2）∵Q_吸=Pt；
∴需要的時(shí)間t=

Q吸

p

=

2.688×107J

1400w

=1.92×10⁴s
答：（1）晴天時(shí)，用太陽(yáng)能加熱，每年六月份可以將150kg、初溫為20℃的水加熱到62.7℃；
（2）如果遇到陰雨天用電加熱，每年6月份，熱水器在額定電壓下工作時(shí)，將上述同樣質(zhì)量初溫的水加熱到同樣的溫度需1.92×10⁴s；
（3）節(jié)能、環(huán)保、太陽(yáng)能取之不盡等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱量公式的運(yùn)用和計(jì)算能力，也進(jìn)一步考查對(duì)太陽(yáng)能的認(rèn)識(shí)，以及節(jié)約能源的意識(shí)．