Question

太陽(yáng)能熱水器廣受人們青睞．若泰州地區(qū)晴天地面附近能夠接受到的太陽(yáng)能量平均為1.0×10³J/（m²?s），即在1s時(shí)間內(nèi)每平方米面積上接受到的太陽(yáng)能是1.0×10³J．
（1）某品牌太陽(yáng)能熱水器可將接受到的太陽(yáng)能的40%用來(lái)給水加熱，其集熱管接受陽(yáng)光的總有效面積為2m²，若貯水箱中貯有100kg、20℃的水，那么在陽(yáng)光下照射6h，貯水箱中水的溫度可升高到多少℃？
（2）若上述貯水箱中水吸收的熱量由燃燒無(wú)煙煤來(lái)提供，至少需要完全燃燒多少kg的無(wú)煙煤？（無(wú)煙煤的熱值為3.4×10⁷J/kg）
（3）請(qǐng)從環(huán)境保護(hù)的角度談?wù)勍茝V使用太陽(yáng)能的意義．

Answer 1

解：（1）熱水器上接收到的太陽(yáng)能E=6×3600s×2m²×1.0×10³J/（m²?s）=4.32×10⁷J，
水箱中水吸收的熱量Q=40%E=1.728×10⁷J，
水箱中水升高的溫度△t==≈41℃，
水箱中水的末溫t=20℃+△t=20℃+41℃=61℃．
答：貯水箱中水的溫度可升高到61℃．
（2）Q_放=Q_水吸，所以mq=1.728×10⁷J，
則m==0.51kg，
答：至少需要完全燃燒0.51kg的無(wú)煙煤．
（3）因?yàn)樘��?yáng)能安全、清潔、開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染，
答：開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能的意義是清潔無(wú)污染．
分析：（1）太陽(yáng)能熱水器釋放的熱能E40%=Q_吸，要計(jì)算水升高到多少，必須先計(jì)算水可升高多少溫度，熱量的計(jì)算公式為Q=cm△t，單位為：J．
（2）Q_放=Q_水吸，燃燒無(wú)煙煤放出的熱量就等于水吸收的熱量．
（3）太陽(yáng)能的特點(diǎn)：太陽(yáng)能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染．
點(diǎn)評(píng)：本題不光考查了對(duì)熱量的計(jì)算，還考查了對(duì)太陽(yáng)能優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)．