试题

（2010·河南）为了响应“节能减排”的号召，小周家买了一台容积为100L的太阳能热水器．请你与小周一起，对太阳能热水器进行研究与计算．
（1）太阳能是能源（填“可再生”或“不可再生”）．太阳的巨大能量来自于太阳内部的反应．
（2）小周早晨把热水器加满水，温度传感器显示水温为18℃，下午放学时看到显示的水温为78℃，则热水器中的水吸收了多少热量？与使用电热水器相比，相当于节约了多少度电？[不计电热水器的热量损失，c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？小周查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P，小周还需要测量哪些物理量，并运用本题计算出的热量Q，就可估测出这台热水器的光热转化效率？写出效率η的表达式．（用代表物理量的字母表示，不需要计算具体数据）

解：（1）太阳光可以源源不断的从自然界得到，是可再生能源．
太阳能来自于太阳内部的核聚变．（热核反应）
故答案为：可再生；热核．
（2）水的总质量：m=ρV=1×10³kg/m³×100×10^-3m³=100kg
水吸收的热量：
Q=c_水m（t₂一t₁）=4.2×10³J/（kg·℃）×100kg×（78-18）℃=2.52×10⁷J
相当于节约电能W=

2.52×107J

3.6×106J/(kw·h)

=7kW·h=7度
答：热水器中的水吸收了2.52×10⁷J的热量；与使用电热水器相比，相当于节约了7度电．
（3）测出太阳能热水器的有效受光面积S和两次水温记录之间的光照时间t．
光热转化效率：η=

Q

PtS

×100%