Question

太陽能熱水器具有安全、節能、經濟和環保等優點．某研究性學習小組對“物體吸收太陽能的能力與表面顏色之間的關系”進行了實驗研究：在兩只相同的燒杯中裝有質量和初溫相同的水，燒杯外用一個黑色塑料袋和一個白色塑料袋密封，插入溫度計（溫度計的玻璃泡浸沒在水中，大部分刻度露出可見），放在陽光下曝曬．每隔相同的時間讀出溫度計的示數，數據記錄如下：

塑料袋顏色	水的質量（m/kg）	初溫（t/℃）	溫度（t1/℃）	溫度（t2/℃）	溫度（t3/℃）	…
黑色	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	…
白色	1.0	15.0	16.5	17.8	19.0	…

根據上述數據回答下列問題：
（1）太陽能熱水器工作時，發生的是能量轉化還是能量的轉移？答：

轉化

；
（2）通過上面的研究可以推斷：太陽能熱水器的集熱管表面顏色以

黑色

為宜；
（3）小明家使用的太陽能熱水器的說明書如表．

容積	100L
集熱箱的采光面積	2㎡
效率	35%
使用年限	15年

若在太陽能熱水器的水箱中裝有90kg的水，在太陽照曬下每小時溫度升高10℃，則該熱水器中的水每小時吸收的熱量是多少？該地區每秒鐘每平方米的面積上接收到的太陽能是多少？

Answer 1

分析：（1）太陽能熱水器用的是太陽能，用來加熱水，是將太陽能轉化為內能；
（2）通過表中數據分析出答案；
（3）①由Q=cm△t可以求出水吸收的熱量；
②先根據題意求出太陽能每小時接受的太陽能，然后求出該地區每秒鐘每平方米的面積上接收到的太陽能是多少．

解答：解：（1）太陽能熱水器工作時，將太陽能轉化為內能；
（2）通過表中數據可以看出，太陽能熱水器的集熱管中裝有相同質量的水，照射相同的時間，表面顏色為黑色時，水的溫度升的高；
（3）①水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×90kg×10℃=3.78×10⁶J；
②∵η=

Q吸

Q總

×100%，
∴每小時照射到集熱箱的采光面積上的太陽能：
Q_總=

Q吸

η

=

3.78×106J

35%

=1.08×10⁷J，
該地區每秒鐘每平方米的面積上接收到的太陽能：
E=

Q總

St

=

1.08×107J

2m2×3600s

=1500J/（m²?s）；
故答案為：
（1）轉化；
（2）黑色；
（3）該熱水器中的水每小時吸收的熱量是3.78×10⁶J；該地區每秒鐘每平方米的面積上接收到的太陽能是1500J．

點評：本題考查了學生對吸熱公式、太陽能熱水器特點及能量轉化的了解與掌握，屬于基礎題目．