Question

17．人類正積極開發(fā)和利用太陽能，如太陽能熱水器、太陽能電池等．小穎想測出地球表面接收到太陽能的總功率．
（1）天氣晴朗時，小穎測得太陽能熱水器1h內平均能使質量為36kg的水從20℃升高到30℃，則水吸收了多少熱量？[c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）]
（2）小穎查得熱水器接收太陽能的總有效面積為1.2m²，熱水器能把接收到的太陽能的50%轉變?yōu)樗�的內能，則這臺熱水器每平方米的面積上接收太陽能的平均功率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道水的比熱容、水的質量、初溫和末溫，根據(jù)Q_吸=c_水m_水（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出1h內1.2m²太陽能熱水器接收的太陽能進而得出1m²面積上接收的太陽能，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出這臺熱水器每平方米的面積上接收太陽能的平均功率．

解答 解：
（1）水吸收的熱量為：
Q_吸=c_水m_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×36kg×（30℃-20℃）=1.512×10⁶J．
（2）太陽能轉化為內能的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$，
則1h內1.2m²太陽能熱水器接收的太陽能：
E=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.512×1{0}^{6}J}{50%}$=3.024×10⁶J，
所以，熱水器1m²面積上接收的太陽能：
W=$\frac{3.024×1{0}^{6}J}{1.2}$=2.52×10⁶J，
則這臺熱水器每平方米的面積上接收太陽能的平均功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.52×1{0}^{6}J}{3600s}$=700W．
答：（1）水吸收了1.512×10⁶J熱量；
（2）這臺熱水器每平方米的面積上接收太陽能的平均功率是700W．

點評 本題考查了學生對吸熱公式、效率公式及功率公式的掌握和應用，提高了學生積極開發(fā)新能源的意識，體現(xiàn)了學以致用，有意義！