Question

有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示．将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．

（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m²，求它对台面的压强．
（2）本地（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J．若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能约为多少？相当于节约了多少kg的煤炭（煤的热值为4.2×10⁷J/kg）？
（3）请你从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由．

Answer

（1）本题首先从表中数据这款太阳能热水器自身质量，水容量，然后求 热水器的总质量、总重力，最后求它对台面的压强．
（2）先求有效面积为1.5m2的太阳能热水器一天（8h）吸收的太阳能，然后利用热量公式计算出需燃烧煤气的质量．
（3）从太阳能的诸多优点和当前太阳能所面临的主要困难去分析．
【解析】
（1）读表查的可知，这款太阳能热水器自身质量为40kg，水容量为80L=0.08m3，装满水时水的质量、太阳能热水器装满水后对台面的压力，
m=ρV=103kg/m3×0.08m3=80kg．
热水器的总质量为：40kg+80kg=120kg．
G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×80×10-3m3×10N/kg=800N．
太阳能热水器装满水后对台面的压力为：
F=G器+G水=800N+40kg×10N/kg=1200N．
p===4×103Pa．
（2）由本地区平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J，
可计算出有效面积为1.5m2的太阳能热水器一天（8h）吸收的太阳能为：
E=2.8×106×1.5×8J=3.36×107J（1分）．
Q放===0.8kg（1分）．
（3）利用太阳能可节约化石类能源（或“减少煤、石油等化石类能源的消耗”、或“节约能源”）；
减少环境污染（或“减少污染”、“无污染”）目前利用太阳能所面临的主要困难，一是受天气的影响，二是能量转换效率低．（每点1分）
答：（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2，它对台面的压强为4×103Pa．
（2）它一天中接收的太阳能约为3.36×107J，相当于节约了0.8kg的煤炭．
（3）利用太阳能可节约化石类能源，减少环境污染．