Question

太阳能是一种廉价的清洁能源，开发和利用的前景十分广阔．从有关资料获悉，在晴天，阳光垂直地面照射时地球表面接受到的热辐射为

Answer 1

解题思路：（1）先算出太阳能热水器1h接收的太阳辐射能，根据“可将接收到的热辐射的40%用来提高水温”求出水吸收的热量；知道水的体积，利用密度公式的变形公式mρ=V求水的质量，再根据吸热公式求出水温升高多少℃；

（2）由题知，Q_放=Q_吸，而Q_放=mq，据此求出需要完全燃烧煤气的质量．

（1）太阳能热水器1h接收的太阳辐射能为：

Q=1.2×10³J/（m²•s）×2.1m²×3600s=9.072×10⁶J，

水吸收的热量为：

Q_吸=Qη

=9.072×10⁶J×40%

=3.6288×10⁶J；

水箱内水的质量：

m=ρV=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，

∵Q_吸=cm△t，

∴水箱中50kg水的温度能升高的温度：

△t=

Q吸

cm=

3.6288×106J

4.2×103J/(kg•℃)×50kg=17.28℃

（2）由题知，Q_放=Q_吸=3.6288×10⁶J，

∵Q_放=mq，

∴需要完全燃烧煤气的质量：

m=

Q放

q=

3.6288×106J

4.2×107J/kg=0.0864kg=86.4g．

答：（1）1h后装满水的水箱中的冷水温度能升高17.28℃；

（2）若用煤气来提供这些热量，需要完全燃烧86.4g的煤气．

点评：

本题考点： 热平衡方程的应用；热量的计算；燃料的热值．

考点点评： 本题考查了学生对密度公式、吸热公式、燃料安全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用，本题与生活相连，使学生觉得学有所用，激发了学生的学习兴趣，注意计算时公式变形、单位的统一．