太阳能的相关计算 知识点题库

当太阳、水星、地球运行到一条直线上时，在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动，这种现象称为“水星凌日”，是难得的天文奇观。下列关于该现象说法正确的是（   ）

阅读以下材料，回答问题．

人类生存最重要的能源--太阳能能源是人类生存与发展的基础之一.20世纪以来，全球的人口增长和经济发展，大大增加了对能源的需求．在各种能源中，化石燃料中的石油、天然气是当今世界的主要一次能源．据世界能源委员会统计，已探明的石油、天然气可采储量，按1992年各国的产量计算，分别只能开采44年和60年；虽然可采储量还可能会有新的发现，但社会需求也在增长，特别是考虑到第三世界国家的经济发展，油气燃料可供开采的时间不会很长．在化石燃料中，尽管煤的蕴藏量最丰富，但燃煤造成的严重污染使其不大可能成为世界范围的主要能源．虽然核聚变反应可提供清洁的能源，在海洋中蕴藏着的42万亿吨核聚变的主要物质氘，但核聚变堆研究的难度很大，估计要到本世纪后期核聚变电站才有可能实现商品化．因此，在展望21世纪能源问题的前景时，可能不得不面对油气资源面临枯竭、核聚变发电又未能商品化的一段时间．为保证这一时期内人类有充足的清洁能源供应，利用太阳能来发电是一种必然的选择．太阳能是最重要的可再生能源，地球上的各种能源无不与之密切相关．事实上，太阳在地球的演化、生物的繁衍和人类的发展中，起了无比重大的作用，也为人类提供了取之不尽的能源．太阳内部不断进行的高温核聚变反应释放着功率为3.8×1026兆瓦的巨大辐射能量，其中只有二十亿分之一到达地球大气高层；经过大气层时，约30%被反射，23%被吸收，仅有不到一半的能量功率8×1016兆瓦到达地球表面．尽管如此，只要能够利用其万分之几，便可满足今日人类的全部需要．

小明家买了一台太阳能热水器，其铭牌如下：

容积（V）               200L

集热面积（S）           1.5m2

效率（η）                40%

使用年限（Y）           15年

查阅资料后，小明得知，黄石地区当太阳光照射地面时1m²地面上在1s内平均得到1.0×10³J的太阳辐射能。

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是一家庭的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息．

太阳照射时间h	装水量kg	水升高的温度℃	水的比热容J/（kg•℃）	太阳能吸热功率J/h
10	100	50	4.2×103	3.0×106

求：（1）水在10h内吸收的热量；

（2）太阳能热水器的能量转化效率．

（3）若用燃烧煤气代替太阳能热水器，不计热量损失，要达到同样的效果，需要完全燃烧多少质量的煤气？（巳知煤气的热值g=4.2×10⁷J/kg）．

天气晴朗时，小明测得太阳能热水器1h内使质量为50kg的水从20℃升高到了30℃，问：

某品牌太阳能热水器的容积为100L，其装满水后在太阳光的照射下水温从30℃升高到50℃，不计热量的损失．

常见的家用热水器有太阳能热水器、电热水器、燃气热水器．若使用太阳能热水器将12L水由20℃加热到45℃，则水需要吸收太阳能 J；若用天然气热水器加热，则需要完全燃烧 m³的天然气．写出天然气燃烧的化学方程式（已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），天然气的热值为4.2×10⁷J/m³；不考虑能量转换过程中的损失）

安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用．如图所示，一太阳能热水器内装有质量为240kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]

如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m² ， 天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能，电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A．

某太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为4m² ， 热水器每平方米的面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×10⁶J，热水器仅能把接收的太阳能的42%转化为水的内能．（水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．

用太阳能热水器不仅经济方便，还能节约能源，一热水器水装有20℃的水60kg，经阳光照射5h后，水温升高到65℃，问水吸收的热量为多少焦耳？若液化石油气燃烧效率为60%，问这相当于节约了多少m³的液化气？（液化气热值为4.2×10⁷J/m³）

下面是小明在题为《能源的利用》的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最基本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长．当太阳光照射地面时，1m²地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×10³J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐出现在我们的生活中…恰好，小明同学家最近想买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告：

阅读下面短文，回答文后问题．

   Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一（如图所示）．其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活，电池完全由太阳能供能﹣﹣通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能．某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m² ， 正对太阳时产生U=120V的电压，并对整车提供最大为10A的电流，机车最大可获得800W的机械功率．太阳光照射到地面上1平方米面积上的辐射功率P₀=1.0×10³W．

材料 技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度/kg•m﹣3	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

某太阳能热水器中装有80kg的水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到70℃．已知水的比热容是4.2×10³J/（㎏•℃）．试求：

当今太阳能热水器已经在城乡用得非常普遍了，如图所示，已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．[水的比热容为4.2×10³J/（kg℃）]求：

太阳能是一种（选填“可再生”或“不可再生”）能源，某太阳能热水器装有100kg初温为20℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到65℃，则这些水吸收的热量等于完全燃烧m³天然气所放出的热量；假如用功率为2kW的电热水器产生同样多的热量，则通电的时间为s.（已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）、天然气的热值为4.2×10⁷J/m³）。

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1 m²面积上的太阳能。

太阳帆在宇宙飞船上的安装运用，让电影《流浪地球》中飞船持续航行成为可能。研究发现1.25× m² 的太阳帆正对着太阳时，会受到太阳光的压力约为1N，推动飞船前进。推进阶段，飞船的太阳帆正对太阳的面积为5× m²；在1小时内前进100km。 下列分析正确的是（   ）

太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万．如图所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2m² ， 1m²面积上1h接收到的太阳能平均为2.52×10⁶J，若阳光照射该热水器5h，可以使量为80kg的水温度升高30℃，[q_干木柴=1.2×10⁷J/kg]，求

当今太阳能热水器已经在广大城乡用得非常普遍了，如图所示；已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100kg水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]