Question

小明家安裝一臺熱水器，商家給他提供一份家庭用太陽能熱水器與燃氣熱水器的初裝費和使用年限對比表，見下表：

熱水器名稱	太陽能	燃氣
初裝費	1700元	800元
使用年限	16年	4年
可能發(fā)生人身事故嗎？
對環(huán)境有污染嗎？

（1）請你根據(jù)學過的知識和生活常識填寫上表的空白處．
（2）在16年內(nèi)使用哪種熱水器更經(jīng)濟？
（3）若你幫助小明家來選購，你認為應(yīng)選用上述哪一種熱水器？簡述理由．
（4）用太陽能熱水器將2.5×10⁴kg的水從20℃加熱到54℃，這些水至少吸收多少太陽能？
（5）若加熱上述相同的水，改用熱值為7×10⁷J/m³的天然氣燃氣熱水器加熱，且天然氣燃氣燃燒時只有51%的能量被水吸收，那么需要多少的天然氣？

Answer 1

分析：（1）太陽能熱水器是利用太陽光對水加熱，對環(huán)境沒有污染，燃氣式熱水器是利用燃燒天然氣對水加熱，對環(huán)境有一定的污染，使用不當會對人體有傷害；
（2）太陽能熱水器是一次性投資可以用16年，使用燃氣式熱水器不是一次性投資，還要加上使用天然氣的費用；
（3）從環(huán)保角度和節(jié)省費用兩方面考慮，選擇太陽能熱水器；
（4）根據(jù)熱量的計算公式Q=cm△t計算，c=4.2×10³J/（kg?℃）；
（5）根據(jù)Q=qV計算得出吸收的熱量，再根據(jù)利用率計算得出需要的天然氣．

解答：解：（1）太陽能熱水器是利用太陽光對水加熱，對環(huán)境沒有污染，對人體也沒有傷害；燃氣式熱水器是利用燃燒天然氣對水加熱，對環(huán)境有一定的污染，使用不當會對人體有傷害；
    （2）太陽能熱水器一次性投資1700元可以用16年，而燃氣式熱水器需要用天然氣加熱，這800元不包括使用天然氣的費用；
    （3）選用太陽能熱水器，理由一是太陽能熱水器環(huán)保對人體無傷害，二是使用太陽能熱水器比較經(jīng)濟，長期使用節(jié)省費用；
    （4）根據(jù)Q=cm△t得：
     Q=cm（t-t₀） 
=4.2×10³J/（kg?℃）×2.5×10⁴kg×（54℃-20℃）
=3.57×10⁹J；
    （5）改用天然氣時吸收的熱量是相同的，根據(jù)Q=qV得，天然氣完全被利用時需要的體積是：
     V=

Q

q

=

3.59×109J

7×107J/m3

=51m³，
     又∵天然氣燃氣燃燒時只有51%的能量被水吸收，
     即，V=0.51×V_總，
∴V_總=100m³．
答：（1）不可能、可能；
         沒有、有；
   （2）太陽能熱水器；
   （3）選用太陽能熱水器，理由一是太陽能熱水器環(huán)保對人體無傷害，二是使用太陽能熱水器比較經(jīng)濟，長期使用節(jié)省費用；
   （4）這些水至少吸收3.57×10⁹J太陽能；
   （5）需要100m³的天然氣．

點評：從環(huán)保角度和經(jīng)濟的角度出發(fā)考慮選用合適的熱水器，天然氣是氣體，熱量的計算公式Q=qV，單位是J/m³，求出的體積單位是m³．