Question

如圖是一種電能輔助式太陽能熱水器，晴天時接收太陽能的真空鍍膜管每小時能將2.1×10⁶J的太陽能轉化為水的內能，電熱管上標有“220V  1500W”．
（1）晴天時用太陽能加熱，一天以lOh計算，可以將100kg，初溫為20℃的水加熱到多高的溫度？[水的比熱容C=4.2×10³J/]
（2）陰雨天時用電加熱，如果消耗的電能全部轉化為水的內能，熱水器在額定電壓下工作，將上述同樣質量的初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要多長的時間？
（3）請你說說利用太陽能有什么優點？

Answer 1

【答案】分析：（1）由題干條件可以計算出10h水吸收的熱量，利用吸熱公式求水吸熱升高后的溫度；
（2）知道每天水吸熱和電熱管的額定功率，利用Q=W=Pt計算熱水器在額定電壓下工作，所需的加熱時間；
（3）從經濟、可再生、環保方面分析．
解答：解：（1）l天10h太陽能熱水器吸收的熱量：
Q_吸=2.1×l0⁶J×10=2.1×10⁷J
由Q_吸=cm（t-t）得水升高后的溫度
t=+t=+20℃=70℃；
（2）陰天改用電加熱時：
∵Q_吸=W=Pt=2.1×l0⁷J，熱水器在額定電壓下工作
∴將上述同樣質量的初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要的時間：
t===1.4×l0⁴s≈3.9h；
（3）太陽能的優點：不污染環境、省錢、可以從自然界源源不斷地得到．
答：（1）晴天時用太陽能加熱，一天以lOh計算，可以將100kg，初溫為20℃的水加熱到70℃；
（2）熱水器在額定電壓下工作，將上述同樣質量的初溫相同的水加熱到同樣的溫度需要3.9h的時間；
（3）不污染環境、省錢、可以從自然界源源不斷地得到．
點評：本題將熱學的吸熱公式和電學的電功率相結合，雖屬于基礎知識，但要求靈活運用，屬于難題．