Question

太陽能熱水器廣受人們青睞．資料表明，晴天地面附近垂直于太陽的表面接受到的太陽能量平均為1.0×10^３J/(m^２·s），即在1s內每平方米的面積上接受到的太陽能是1.0×10^３J．

（1）品牌太陽能熱水器可以將接受到的太陽能的40%用來給水加熱，其集熱器接受陽光垂直照射的有效面積為2m², 現向貯水箱中注入100kg、20℃的水，則晴天曝曬在陽光下8h,，貯水箱中的水的溫度可升高到多少℃？（假定水的質量保持不變）

（2）請你從能源利用和環境保護兩個方面談談大力開發和推廣使用太陽能的意義

Answer 1

    （1）熱水器上接受到的太陽能為：

Q_吸太=1.0×10³J/（m²·s）×2 m²×8×3600s=5.76×10⁷J

         水箱中水吸收的熱量為：

Q_吸水= Q_吸太×η=5.76×10⁷J×40%=2.304×10⁷J

由Q_吸=cm(t-t₀)可得水箱中水升高到的溫度為:

t=(Q_吸水/cm)＋t₀=(2.304×10⁷J/4.2×10³J/kg·℃)＋20℃=74.9℃

(2)太陽能取之不盡,用之不竭。

從能源利用的角度看：大力開發太陽能，或以減少煤、石油、天然氣等不可再生能源的消耗，有利于社會的可持續發展。

從環境保護的角度看：大力開發太陽能，可減少二氧化碳氣體的排放，減少二氧化碳、煙塵等有害物質對環境的破壞。