Question

8．太陽能熱水器具有安全、節(jié)能、經濟和環(huán)保等優(yōu)點．某研究性學習小組對“物體吸收太陽能的能力與表面顏色之間的關系”進行了實驗研究：在兩只相同的燒杯中裝有質量和初溫相同的水，燒杯外用一個黑色塑料袋和一個白色塑料袋密封，插入溫度計（溫度計的玻璃泡浸沒在水中，大部分刻度露出可見），放在陽光下曝曬．每隔相同的時間讀出溫度計的示數，數據記錄如下：

塑料袋 顏色	水的質量（m/kg）	初　溫 （t/℃）	溫　度 （t1/℃）	溫　度 （t2/℃）	溫　度 （t3/℃）	…
黑　色	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	…
白　色	1.0	15.0	16.5	17.8	19.0	…

根據上述數據回答下列問題：
（1）通過上面的研究可以推斷：太陽能熱水器的集熱管表面顏色以黑色為宜；
（2）小明家使用的太陽能熱水器的說明書如下表．若在太陽能熱水器的水箱中裝有80kg的水，在太陽照曬下每小時溫度升高7.5℃，則

容　　積	100L
集熱箱的采光面積	1.5m2
效　　率	60%
使　用　年　限	15年

①該熱水器中的水每小時吸收的熱量是多少？
②該地區(qū)每小時、每平方米的面積上接收到的太陽能（用字母“E”表示）是多少？

Answer 1

分析 （1）在同樣的條件下，黑色瓶內水溫度的升高的多，水吸熱多，說明黑顏色物體的吸熱能力強，太陽能熱水器的集熱管表面顏色以黑色為宜；
（2）①知道水的質量，又知道水溫的變化和水的密度，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
②求出了水吸收的熱量，又知道采光面積、熱水器的吸熱效率，求熱水器中午每秒鐘每平方米的面積上獲得的太陽能．

解答 解：（1）通過實驗說明黑顏色物體的吸熱能力強，太陽能熱水器的集熱管表面顏色以黑色為宜；
（2）①水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×80kg×7.5℃=2.52×10⁶J；
②熱水器中午每秒鐘每平方米的面積上獲得的太陽能為E，
因為Q_吸=E×1.5×3600×60%，
所以E=$\frac{{Q}_{吸}}{1.5×3600×60%}$=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{1.5×3600×60%}$=2.8×10⁶J．
故答案為：（1）黑色；
（2）①該熱水器中的水每小時吸收的熱量是2.52×10⁶J；②該熱水器中午每秒鐘每平方米的面積上獲得的太陽能是2.8×10⁶J．

點評 本題考查了密度公式、吸熱公式，涉及到控制變量法和從提供的表格中搜集信息，屬于難題．