解题思路:(1)已知水的质量、上升的高度求对水做的功,利用做功的公式W=Gh计算做的功;
(2)先算出太阳能热水器每天接收的太阳辐射能,再根据比热容公式就可求出这台热水器每天能将初温为30℃,质量为100kg的水加热到多少度;
(3)从环保、节约能源(省钱)、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点.
(1)对水做的功:
W=Gh=mgh=100kg×10N/kg×12m=1.2×104J;
(2)太阳能热水器每天接收的太阳辐射能为:
Q=4.2×106J/(m2•h)×1.5m2×10h=6.3×107J,
水吸收的热量为:
Q吸=Qη
=6.3×107J×40%
=2.52×107J,
∵Q吸=cm(t-t0)
∴水的末温:
t=
Q吸
cm+t0=
2.52×107J
4.2×103J/(kg•℃)×100kg+30℃=90℃;
(3)太阳能热水器是将太阳能转化为内能,被水吸收,温度升高,供人使用,对环境无污染.
答:(1)至少需对水做多少功为1.2×104J;
(2)水加热到90℃;
(3)太阳能清洁、无污染,取之不尽用之不竭等.
点评:
本题考点: 太阳能热水器中的热量计算.
考点点评: 本题考查的知识点较多,包括重力公式、做功公式、比热容公式的计算,涉及到新能源(太阳能的利用),为了省钱、为了环保,应积极开发新能源.