Question

【題目】下面是小敏在題為《能源的利用》的探究性學習中收集到的有關太陽能的資料：

太陽能是人類最基本的能源，它無污染、免費、還可再生，這種能源的使用期和太陽本身的壽命一樣長。當太陽光照射地面時，1平方米地面上在1秒內平均得到的太陽能約為1.0×103J，太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經逐漸出現在我們的生活中恰好，小敏同學家最近想買一臺太陽能熱水器，在參考了以上資料后，她又在網上下載了某型號太陽能熱水器的宣傳廣告：

（1）小敏家每天大約需要100kg熱水，用這種熱水器將這些水從25攝氏度加熱到45攝氏度需要多少時間？

（2）對比效率為80%的電熱水器，小敏家每天可節(jié)約多少電能？

Answer 1

【答案】見解析所示

【解析】（1）根據題意知道，熱水的質量是：m=100kg，溫度變化是：t-t0=45-25℃，

所以水吸收的熱量是：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103 J/（kg℃）×100kg×（45℃-25℃）=8.4×106 J；

由表格數據知道吸收的太陽能是：Q吸=1.0×103 J/（m2 s）×1.5m2 ×t×40%=8.4×106 J；

故解得需要的時間是：t=1.4×104 s≈4h；

（2）設利用效率為80%的電熱水器消耗的電能是W電，則Q吸=W電 ×80%，

所以，節(jié)約電能是：W電=Q吸/80%=8.4×106J/80%=1.05×107 J≈2.9kWh