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下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料:太阳能是人类最基本的能源,它无污染、免费,还可以再生,这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长.当太

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解决时间 2022-01-01 10:50
下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料:太阳能是人类最基本的能源,它无污染、免费,还可以再生,这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长.当太阳光照射地面时,1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J.太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置,目前已经逐渐出现在我们的生活中…恰好,小明同学家最近想买一台太阳能热水器,在参考了以上资料后,他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告:

(1)小明家每天大约需要100kg热水,用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间?
(2)对比效率为80%的电热水器,小明家每天可节约多少电能?
最佳答案
解:(1)Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(45℃-25℃)=8.4×106J;
由题知Q吸=1.0×103J/(m2?s)×1.5m2×t×40%=8.4×106J;
∴t=1.4×104s≈4h;
(2)若用电热器供热
W×80%=Q吸=8.4×106J
∴W=1.05×107J;
答:(1)用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要4h.
(2)对比效率为80%的电热水器,小明家每天可节约电能1.05×107J.解析分析:(1)知道水的质量和水升高的温度值,利用吸热公式求水吸热,再结合1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能和太阳能的效率计算所需时间;(2)利用Q吸=W×80%求每天可节约的电能.点评:本题将热学的吸热公式、太阳能热水器的效率和电学电功的计算相结合,虽属于基础知识,但要求灵活运用,属于难题.
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