近几年来我市冬季蔬菜价格逐年攀升,但种植蔬菜的大棚数量却逐年减少,小刚调查发现,煤炭价格上涨是导致蔬菜成本上升的重要原因.为此小刚想,能否利用所学的知识对大棚进行节能改造,评估利用太阳能和电能为大棚提供能源的可行性.查询资料可知,本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上每天可接收的太阳能是1.68×107J,煤的热值为3×107J/kg.请你帮助他完成下列计算,为小刚的评估提供依据.
(1)如果这些能量的90%被水吸收,可使多少千克的水从20℃升高到70℃?
(2)用集热管每平方米接收的太阳能替代煤,可节约煤多少千克?(煤完全燃烧)
(3)如果用3kW的电热器加热这些水,需要多长时间?(不计热散失)
(4)请写出一条太阳能的优点或缺点.
(1)如果这些能量的90%被水吸收,可使72千克的水从20℃升高到70℃;(2)用集热管每平方米接收的太阳能替代煤,可节约煤0.56千克;(3)如果用3kW的电热器加热这些水,需要84min时间.(4)优点:清洁、无污染、取之不尽等;缺点:受天气影响,不稳定等
题目分析:(1)水吸收的热量:Q吸=ηQ=90%×1.68×107J=1.512×107J,水的质量:=72kg.
(2)因为煤完全燃烧,利用Q=mq即可求得节约煤的质量:
(3)不计热损失,W=Q吸,知道加热功率P=3kW=3000W,电热器要工作时间:
(4)太阳能无污染属清洁能源,但受太阳光的限制.故太阳能其优点是:清洁、无污染、取之不尽等.缺点:受天气影响,不稳定等.故答案为:如果这些能量的90%被水吸收,可使72千克的水从20℃升高到70℃;(2)用集热管每平方米接收的太阳能替代煤,可节约煤0.56千克;(3)如果用3kW的电热器加热这些水,需要84min时间.(4)优点:清洁、无污染、取之不尽等;缺点:受天气影响,不稳定等