Question

（2008•佳木斯）我们生活的鸡西市，到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度．为此人们研制了太阳能、电能

Answer 1

解题思路：（1）从铭牌知道水的体积，利用密度公式求水的质量，又知道水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；

（2）求出了水吸收的热量，由题知电能全部转化为热能，即Q_吸=W_电，从铭牌中知道热水器的额定功率，因为热水器正常工作，加热功率P=P_额，再利用P=[W/t]求加热时间；

（3）水吸收的热量为有用能量，加热器正常工作3h消耗的电能为总能量，利用效率公式求热水器的效率；

（4）太阳能热水器用的是太阳能，电热水器消耗的是电能，从节约能源方面分析．

（1）水的体积：

v=100L=100×10^-3m³，

水的质量：

m=ρv=1×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg，

水吸收的热量：

Q_吸=cm△t

=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（50℃-20℃）

=1.26×10⁷J；

（2）若电能全部转化为热能，即Q_吸=W_电，

∵热水器正常工作，

∴P=P_额=1500W，

∵P=

W电

t，

∴加热时间：

t=

W电

P=

1.26×107J

1500W=8400s=140min；

（3）∵W_总=Pt′=1500W×3×3600s=1.62×10⁷J；

∴热水器的效率：

η=

Q吸

W总=

1.26×107J

1.62×107J≈77.8%；

（3）电热水器消耗电能转化为内能，被水吸收，使水的温度升高；太阳能热水器是将太阳能（属于可再生能源，取之不尽）转化为内能，相比之下节约了能源（电能）．

答：（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收1.26×10⁷J；

（2）需加热器正常工作140min；

（3）此热水器的效率约为77.8%；

（4）节约能源．

点评：

本题考点： 太阳能的其他相关计算；密度的计算；能量利用效率；电功率的计算．

考点点评： 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、效率公式、电功率公式的掌握和运用，计算时注意单位统一，虽然100L水和100kg水的量相等，但不能写成100L=100kg！