Question

4．有一種電能輔助式太陽能熱水器，將它安裝在陽光充足的水平臺面上，并注滿水．晴天時它接收太陽能的真空鍍膜管的總有效面積約為1.5m²，陰雨天時用電加熱．銘牌上的部分參數(shù)如表所示．

型       號	JLD-88
水 容 量/L	100
電熱管功率	2000W
自身質(zhì)量/kg	40

（1）熱水器水箱中注滿水時，水的質(zhì)量為多少千克？
（2）寧波地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為2.8×10⁶J． 若每天日照時間按10h計算，則它一天中接收的太陽能（E）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？[ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）說出使用太陽能的優(yōu)缺點各一個，優(yōu)點是節(jié)約能源（或無污染），缺點是受天氣情況的影響．

Answer 1

分析 （1）已知容積與水的密度，由密度公式的變形公式可以求出水的質(zhì)量．
（2）已知面積與單位面積上獲得的太陽能、光照時間，可以求出一天接受的太陽能，由熱量公式的變形公式可以求出水升高的溫度．
（3）太陽能熱水器，從節(jié)能、環(huán)保、安全等方面分析回答．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，熱水器水箱中注滿水時水的質(zhì)量：
m=ρV=1×10³kg/m³×0.1m³=100kg；
（2）一天獲得的太陽能：
E=2.8×10⁶J/（h•m²）×10h×1.5m²=4.2×10⁷J，
水吸收的熱量：
Q=ηE=4.2×10⁷J×50%=2.1×10⁷J，
由Q=cm△t可得，水升高的溫度：
△t=$\frac{Q}{cm}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=50℃；
（3）太陽能熱水器的優(yōu)點：利用的是太陽能，可以節(jié)約能源，并且無污染；缺點：受天氣情況的影響．
答：（1）熱水器水箱中注滿水時，水的質(zhì)量為100kg；
（2）太陽能熱水器一天中接收的太陽能（E）約為4.2×10⁷J，若這些太陽能有50%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高50℃；
（3）節(jié)約能源（或無污染）；受天氣情況的影響．

點評 本題考查了求水的質(zhì)量、接受的太陽能、水的溫度變化、對太陽能的認識等，本題難度不大，從題中獲取所需信息、應(yīng)用基礎(chǔ)知識即可正確解題．