开远有丰富的太阳能资源,使用太阳能热水器是开远市民首选.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小张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

发布时间:2020-08-05 07:25:03

开远有丰富的太阳能资源,使用太阳能热水器是开远市民首选.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小张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)-1101002.5504.2×1031.68×106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×l07J/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)请说出使用太阳能热水器的一个优点.

网友回答

解:(1)水吸收的热量(有用能量):
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×50℃=2.1×107J;
(2)由题知,Q放=vq=Q吸=2.1×107J,
需要天然气的体积:
v===0.25m3;
(3)10h太阳能热水器吸收的太阳能(总能量):
Q总=1.68×106J/(m2?h)×2.5m2×10h=4.2×107J,
η=×100%=×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.
解析分析:(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吸=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放=Q吸,再利用Q放=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.

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.
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