家用太陽能熱水器式發電機在不久的將來會深受廣大用戶的青睞,如圖是雅典牌太陽能熱水器式發電機.它利用太陽能將水變為水蒸汽,由氣輪機帶動發電機發明,同時的液化水循環利用或作家用熱水.問:
(1)這種太陽能熱水器兼發電機具有哪些優點?(寫出兩點即可)
(2)該熱水器注滿水時,水的總質量是140kg,如果這些水吸收了5.88×107J的太陽能,它可使0℃的水溫度升高多少攝氏度?
[C水=4.2×103 J/(kg?℃)]
(3)如果吸收太陽能的五分之一將水變為水蒸氣來發電,且發電效率只有50%,它能家里的40W的一只日光燈正常工作多少小時?
解:(1)太陽能熱水器兼發電機的優點為:無污染,清潔,安全,環保,方便,經濟等.
(2))∵Q吸=c水m△t,Q吸=5.88×107J,c水=4.2×l03J/(kg?℃),m=140kg,
∴水吸熱后溫度升高值為:
△t===100℃.
(3)∵吸收太陽能的五分之一將水變為水蒸氣來發電,且發電效率只有50%,而Q吸=5.88×107J,
∴獲得的電能為:W=Q吸××η=5.88×107J××50%=5.88×106J,
又∵P=40W,
∴日光燈正常工作的時間為:
t===1.47×105s≈40.8h.
答:(1)太陽能熱水器兼發電機的優點為:無污染,清潔,安全,環保,方便,經濟等.
(2)它可使0℃的水溫度升高100℃.
(3)它能家里的40W的一只日光燈正常工作40.8h.
(1)太陽能是一種清潔、無污染、可再生能源,它取之不盡用之不竭,是一種新型的能源,越來越被廣泛利用;
(2)知道水的質量、水的比熱容、水吸收的熱量,利用吸熱公式Q吸=cm△t求水的溫度升高值.
(3)知道吸收的太陽能有五分之一將水變為水蒸氣來發電和發電效率,從而可以計算出獲得電能的多少,又知道日光燈的電功率,可利用公式t=計算工作時間.
點評:本題考查了學生對吸熱公式的理解和應用,以及能量利用率和電功率的計算,以及對太陽能優點的了解與掌握,關鍵是對公式和公示變形的理解和應用,屬于中檔題目.