小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上,它可接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.5m2,可将接收的太阳能的40%

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  • 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=Qη

    =6.3×107J×40%

    =2.52×107J,

    ∵Q=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.

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