Question

4．某品牌太陽能熱水器每小時平均接收4.2×10⁶J的太陽能，在10小時的有效照射時間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到80℃．求：
（1）熱水器中的水吸收的熱量Q_吸？[水的比熱容c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能E；
（3）熱水器的效率η；
（4）請結(jié)合實際說出利用太陽能的優(yōu)點和缺點．（各寫一條即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Q=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；
（2）太陽能熱水器每小時平均接受4.2×10⁶J的太陽能，求出在5小時的有效照射時間內(nèi)熱水器吸收的太陽能；
（3）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出熱水器的效率；
（4）太陽能的特點是太陽能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應時間長，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會給環(huán)境帶來污染；但把水加熱到預定溫度需要較長的時間，并受天氣影響的制約．

解答 解：（1）熱水器中的水吸收的熱量：
Q=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁷J；
（2）熱水器5小時內(nèi)接收的太陽能：
E=2.52×10⁷J/h×5h=1.26×10⁸J；
（3）熱水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{2.52{×10}^{7}J}{1.26{×10}^{8}J}$×100%=20%；
（4）優(yōu)點：節(jié)約能源無污染，
缺點：把水加熱到預定溫度需要較長的時間，并受天氣影響的制約．
故答案為：
（1）熱水器中水吸收了2.52×10⁷J熱量；
（2）熱水器5小時內(nèi)接收的太陽能是1.26×10⁸J；
（3）熱水器的效率是20%；
（4）優(yōu)點：節(jié)約能源無污染，
缺點：把水加熱到預定溫度需要較長的時間，并受天氣影響的制約．

點評 本題考查了學生對密度公式、吸熱公式的理解與掌握以及對太陽能優(yōu)缺點的認識，在做題過程中一定要時刻注意回扣教材、結(jié)合生活實際，把物理知識應用到生活中去，鍛煉了學生解決實際問題的能力．