Question

【題目】為了響應“節能減排”的號召，小周家買了一臺容積為100 L的太陽能熱水器。請你與小周一起，對太陽能熱水器進行研究和計算。

(1)太陽能是________能源（選填“可再生”或“不可再生”）。太陽的巨大能量來自于太陽內部的________反應。

(2)小周早晨把熱水器加滿水，溫度傳感器顯示水溫為18 ℃，下午放學時看到顯示的水溫為78 ℃，則熱水器中的水吸收了多少熱量？與使用電熱水器相比，相當于節約了多少度電_____？[不計電熱水器的熱量損失，c水=4.2×103J/（kg·℃）]

(3)該熱水器的說明書中介紹，真空管熱水器可以把90%的太陽能轉化為水的內能，真有這么高的效率嗎？小周查閱資料知道，他們所在地區單位受光面積上接收太陽能的功率為P，小周還需要測量哪些物理量，并運用本題計算的熱量Q，就可估測出這臺熱水器的光熱轉化效率？寫出效率η的表達式____。（用代表物理量的字母表示，不需計算具體數據）

Answer 1

【答案】可再生 核聚變（熱核） 7度

【解析】

(1)太陽能可以源源不斷的從自然界得到，是可再生能源；太陽能來自于太陽內部的核聚變（熱核反應）。
(2)熱水器中水的質量

m＝ρV＝1 000 kg/m3×100×10－3m3＝100 kg

水吸收的熱量：Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×100 kg×（78 ℃－18 ℃）＝2.52×107J

相當于節約電能2.52×107J＝7 kW·h＝7 度

(3)測出太陽能熱水器的有效受光面積S和溫度傳感器顯示兩次水溫之間的光照時間t，光熱轉化效率η＝×100%