Question

11．安慶光彩大市場有一款太陽能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如下表所示．將它安裝在陽光充足的水平臺面上，并送滿水． 

型號	JL-88
水容量/L	80
自身質(zhì)量/kg	40

（1）安慶地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為2.5×10⁶J． 若該熱水器接受太陽能的有效面積為2m²，每天日照時間按8h計算，則它一天中接收的太陽能約為多少？若這些太陽能有50%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）若該熱水器一天中接收的太陽能，由燃燒煤氣（熱值q=4.2×10⁷J/kg）來獲得，則需要完全燃燒多少kg煤氣？

Answer 1

分析 （1）首先計算2m²每小時接收的太陽能，然后乘以每天日照時間按8h，就可計算出一天中接收的太陽能；一天中接收的太陽能乘以效率就是被水吸收的熱量，最后根據(jù)熱量的變形公式，計算升高的溫度．
（2）求出了一天中接收的太陽能，根據(jù)Q=mq的變形公式來計算燃燒煤氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）一天中接收的太陽能：Q=2.5×10⁶J/（m²•h）×2m²×8h=4×10⁷J；
由表格可知，水的容量：V_水=80L=80dm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
水吸收的熱量；
Q_吸=ηQ=50%×4×10⁷J=2×10⁷J；
由Q_吸=c_水m_水△t可得：
△t=Q_吸/c_水m_水=$\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}{m}_{水}}$=$\frac{2×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=59.5℃；
（2）由題意，熱水器一天中接收的太陽能等于燃燒煤氣放出的熱量，
Q=Q_放=mq
燃燒煤氣的質(zhì)量：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{Q}{q}$=$\frac{4×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$=0.95kg．
答：（1）則它一天中接收的太陽能約4×10⁷J；則可使水溫升高59.5℃；（2）需要完全燃燒0.95kg煤氣．

點評 題考查了太陽能熱水器的利用率、吸熱公式計算、燃料燃燒放熱計算及太陽能應(yīng)用，知識點多、綜合性強，要求靈活運用公式或規(guī)律求解，屬于中檔題．