Question

9．小明家每天需要將50kg、20℃的水加熱到50℃最為生活用熱水，為此小明同學(xué)制作了一個(gè)底面積為2m²的透明玻璃箱，測(cè)得玻璃箱每平方米每小時(shí)吸收太陽(yáng)能的熱量為2×10⁶J，每天經(jīng)過(guò)太陽(yáng)5h的照射
（1）在這段時(shí)間內(nèi)玻璃箱所吸收太陽(yáng)的能量是多少？
（2）在玻璃箱內(nèi)裝有質(zhì)量為50kg、溫度是20℃的水，若有42%的太陽(yáng)能被水吸收，他所制造的這個(gè)裝置能否提供家庭所需要的熱水？
（3）若利用煤氣灶燒水，需燃燒0.8kg煤氣，求煤氣灶燒水的效率（煤氣的熱值q=4.2×10⁷J/kg）
（4）從環(huán)保角度你有什么好的建議？（寫出一條即可）

Answer 1

分析 （1）利用玻璃箱面積、接收時(shí)間和吸收功率，求出玻璃箱吸收的熱量；
（2）題知，水吸收的熱量Q_吸=Q×42%，又知道水的質(zhì)量、比熱容和初溫，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水升高到的溫度；對(duì)比生活用熱水的要求即可解答；
（3）先求出煤氣燃燒放出的熱量，結(jié)合效率公式求出效率；
（4）根據(jù)太陽(yáng)能和煤氣灶的優(yōu)缺點(diǎn)，從環(huán)保角度解答．

解答 解：（1）玻璃箱所吸收的太陽(yáng)能量：
Q=2×10⁶J/（m²•h）×2m²×5h=2×10⁷J，
（2）水吸收的熱量
Q_吸=Q×42%=42%×2×10⁷J=8.4×10⁶J，
由Q_吸=cm（t-t₀）得：
水升高到的溫度t=t₀+$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=20℃+$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50kg}$=60℃＞50℃；
所以，能提供家庭所需要的熱水．
（3）煤氣燃燒放出的熱量Q_放=qm=4.2×10⁷J/kg×0.8kg=3.36×10⁷J，
則η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{3.36×1{0}^{7}J}$×100%=25%．
（4）太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)是：①能量十分巨大；②安全、清潔、無(wú)污染；③太陽(yáng)能的應(yīng)用受天氣影響，不穩(wěn)定．
所以從環(huán)保角度建議：大力發(fā)展太陽(yáng)能工程；可以節(jié)約能源、避免環(huán)境污染．
答：（1）在這段時(shí)間內(nèi)玻璃箱所吸收太陽(yáng)的能量是2×10⁷J；
（2）他所制造的這個(gè)裝置能提供家庭所需要的熱水；
（3）煤氣灶燒水的效率為25%；
（4）大力發(fā)展太陽(yáng)能工程；可以節(jié)約能源、避免環(huán)境污染．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、燃料完全燃燒放熱公式、吸熱公式、功率公式的掌握和運(yùn)用，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題！