Question

小明家安裝了一臺燃氣輔助式太陽能熱水器．該熱水器1h時間內得到的太陽輻射能平均為3.78×10⁶ J（每天接收光照的時間平均為8h），熱水器能把接收的太陽能的50%轉化為水的內能，則熱水器平均每天能將100kg水的溫度升高        ℃．某天由于天氣變化，傍晚時熱水器中的水溫只有30℃，為達到合適的水溫，小明采用了燃氣輔助加熱，將質量100kg的水加熱到60℃，需要燃燒        m³ 的燃氣（不計熱損失，該燃氣的熱值為q=8.4×10⁷J/m³），請說出該太陽能熱水器的一個優點         ．

Answer 1

36，0.15，節約化石能源（或清潔無污染、或利用取之不盡的可再生能源等）

由題知，在8h內水吸熱：
Q_吸=3.78×10⁶J×8×50%=1.512×10⁷J，
∵Q_吸=cm△t
∴△t=Q_吸/ cm =1.512×10⁷J /4.2×10³J/(kg?℃)×100kg =36℃，
根據Q_吸=Q_放；cm_水△t=qm_氣；所以：m_氣=cm_水△t/q=4.2×10³J/(kg?℃)×100kg×30℃/8.4×10⁷J/m³= 0.15kg，太陽能熱水器的優點節約化石能源（或清潔無污染、或利用取之不盡的可再生能源等）。