Question

【題目】（9分）下面是小明在學習《能源的利用》后收集到的有關太陽能的資料：

太陽能是人類最基本的能源，它無污染，免費，還可以再生，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長，當太陽光照射地面時，1m2地面上在1s內平均得到的太陽輻射能約為E0 =1.0×103J。太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經逐漸地出現在我們的生活中……

恰好，小明的鄰居小華家最近買了一臺某型號的太陽能熱水器，他仔細閱讀了使用說明書，并記錄了銘牌上的有關內容如右表中所示。

試問：（1）該太陽能熱水器在1小時的時間內接收到的太陽能是多少J？

（2）若得到的太陽能一半被水箱里的冷水（冷水溫度20℃、質量 100kg）所吸收，能夠使水的溫度升高多少℃，？[水的比熱容： 4.2×103J/(kg·℃)]

（3）若改用燃燒天然氣來加熱，需要完全燃燒多少天然氣？（ 不計熱損失，天然氣的熱值為8.4×l07J/m3 ，結果需保留三位小數）

Answer 1

【答案】

【解析】

試題分析：（1）該熱水器在t=1h=3600s內吸收的太陽能為Q太=E0 ×t×S=1.0×103J×3600×1.5=5.4×106J； (2)由已知可得：水吸收的熱量為Q吸=Q太×1/2=5.4×106J×1/2=2.7×106J，由Q吸=c水m水Δt得，Δt=Q吸/c水m水=2.7×106J/[4.2×103J/(kg·℃)×100kg]=6.4℃；（3）不計熱損失，完全燃燒天然氣放出的熱量：Q放=qV氣=Q吸，所以V氣=Q吸/q=2.7×106J/8.4×l07J/m3=0.03m3。