Question

小新同學(xué)家有一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器安裝在離地面10米高的屋頂上，下表是電輔式太陽(yáng)能熱水器的部分參數(shù)，夏天用溫度為20℃的水將保溫桶充滿．假設(shè)熱水器接受到的太陽(yáng)能有60%被水吸收，在最好的日光充分照射下，試求：（g取10N/kg）

保溫桶容積L		150
采光面積		2.5
水溫/℃	夏天	45--90
	冬天	46--60
電熱管		220V 2000W

（1）太陽(yáng)能熱水器是將

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能．
（2）把這些水從地面送到屋頂?shù)臒崴�器中，需要�?duì)水做多少功？
（3）當(dāng)水溫恰好達(dá)到最高時(shí)，需吸收多少太陽(yáng)能？
（4）簡(jiǎn)要說出一條太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)．

Answer 1

分析：（1）太陽(yáng)能熱水器是用太陽(yáng)能來(lái)直接給水加熱的裝置，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）根據(jù)ρ=

m

V

求出水的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出水的重力，根據(jù)W=Gh求出對(duì)水做的功；
（3）根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；再根據(jù)熱水器接收到的太陽(yáng)的效率計(jì)算太陽(yáng)能熱水器吸收的太陽(yáng)能．
（4）比較太陽(yáng)能熱水器與普通的電熱水器、煤氣熱水器的不同，可知太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)．

解答：解：（1）太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；
（2）∵ρ=

m

V

∴保溫箱充滿水時(shí)水的質(zhì)量m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×150×10^-3m³=150kg，
水的重力G=mg=150kg×10N/kg=1500N，
對(duì)水做的功W=Gh=1500N×10m=1.5×10⁴J；
（3）當(dāng)最好的日光充分照射下，水溫達(dá)到最高值，t=90℃，
∴Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×150kg×（90℃-20℃）=4.41×10⁷J；
∵太陽(yáng)能有60%被水吸收；
∴Q_{太陽(yáng)}=

Q吸

60%

=

4.41×107J

60%

=7.35×10⁷J；
（4）太陽(yáng)能熱水器具有節(jié)能、無(wú)污染、環(huán)保、高效利用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)．
答：（1）太陽(yáng)能；內(nèi)能；（2）對(duì)水做的功為1.5×10⁴J；
（3）吸收的太陽(yáng)能為7.35×10⁷J；
（4）太陽(yáng)能熱水器具有節(jié)能、無(wú)污染、環(huán)保、高效利用太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)質(zhì)量、重力、功、熱量的計(jì)算公式和能量的利用率的理解和掌握，難度不大．