太阳能是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息:

太阳能是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息:
太阳照射时间/h装水量/Kg吸热板面积/m2水升高的温度/℃水的比热容
/J(kg•℃)-1
太阳辐射功率
/J•(m2•h)-1
101002.5504.2×1031.68×106
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.求:
(1)水在10h内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×107J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收);
(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
(4)使用太阳能热水器比使用燃料烧水,除了节约能源外,还有哪些优点?(至少写出两点)
ishall 1年前 已收到1个回答 举报

wosohu357 幼苗

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解题思路:(1)由表中数据知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值,利用吸热公式Q=cm△t求水吸收的热量(有用能量);
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,即Q=Q,再利用Q=vq求需要完全燃烧多少天然气;
(3)由太阳辐射功率知道1h内投射到1m2面积上的太阳能,据此求出10h吸收的太阳能(总能量),再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率.
(4)太阳能十分巨大,产生能源总量多,并且供应时间长,分布广阔,获取方便,安全清洁,不会给环境带来污染.

(1)水吸收的热量(有用能量):
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×50℃=2.1×107J;
(2)由题知,Q=Vq=Q=2.1×107J,
由Q=Vq可得,需要天然气的体积:
V=
Q放
q=
2.1×107J
8.4×107J/m3=0.25m3
(3)10h太阳能热水器吸收的太阳能(总能量):
Q=1.68×106J/(m2•h)×2.5m2×10h=4.2×107J,
η=
Q吸
Q总×100%=
2.1×107J
4.2×107J×100%=50%.
(4)根据太阳能特点:不会给环境带来污染,太阳能在利用中方便安全清洁,是未来的理想能源.
答:(1)水在10h内吸收的热量为2.1×107J;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧0.25m3的天然气;
(3)该太阳能热水器的能量转化效率为50%.
(4)使用太阳能热水器节能、环保、安全.

点评:
本题考点: 太阳能的其他相关计算.

考点点评: 本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,本题关键:一是能从题目提供的表格中得到相关信息,二是注意热值单位:固体、液体燃料(J/kg)和气体燃料J/m3的区别.

1年前

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