Question

（2010?庐江县质检）家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，如图是雅典牌太阳能热水器式发电机．它利用太阳能将水变为水蒸气，由气轮机带动发电机发明，同时的液化水循环利用或作家用热水．问：
（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可）
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×10⁷J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？
[C_水=4.2×10³ J/（kg?℃）]
（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电，且发电效率只有50%，它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时？

Answer 1

分析：（1）太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用；
（2）知道水的质量、水的比热容、水吸收的热量，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水的温度升高值．
（3）知道吸收的太阳能有五分之一将水变为水蒸气来发电和发电效率，从而可以计算出获得电能的多少，又知道日光灯的电功率，可利用公式t=

W

P

计算工作时间．

解答：解：（1）太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等．
（2）∵Q_吸=c_水m△t，Q_吸=5.88×10⁷J，c_水=4.2×l0³J/（kg?℃），m=140kg，
∴水吸热后温度升高值为：
△t=

Q吸

c水m

=

5.88×107J

4.2×103J/(kg?℃)×140kg

=100℃．
（3）∵吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电，且发电效率只有50%，而Q_吸=5.88×10⁷J，
∴获得的电能为：W=Q_吸×

1

5

×η=5.88×10⁷J×

1

5

×50%=5.88×10⁶J，
又∵P=40W，
∴日光灯正常工作的时间为：
t=

W

P

=

5.88×106J

40W

=1.47×10⁵s≈40.8h．
答：（1）太阳能热水器兼发电机的优点为：无污染，清洁，安全，环保，方便，经济等．
（2）它可使0℃的水温度升高100℃．
（3）它能家里的40W的一只日光灯正常工作40.8h．

点评：本题考查了学生对吸热公式的理解和应用，以及能量利用率和电功率的计算，以及对太阳能优点的了解与掌握，关键是对公式和公示变形的理解和应用，属于中档题目．