题文

小明家住一座七层宿舍楼的五楼，每层楼高为3m，他家在楼顶上安装了太阳能热水器，接收太阳能总有效面积1.2m2，能把接收的太阳能的50%转变化为水的内能，g=10N/kg．求： （1）假设小明家水管口距离五楼地面上的高度为1m，热水器水箱离七楼顶面的高度也为1m，将100kg的水从小明家压到楼顶的水箱，应至少做功多少？ （2）天气晴朗时，若每平方米的面积上在1h内得到太阳辐射能平均为2.8×106J，这台热水器每天能将初温为20℃，质量为100kg的水加热到多少度？[每天接收太阳能的时间以10h计算，水的比热容4.2×103J（kg?℃）]

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）根据重力公式和做功公式得W=mgh=100kg×10N/kg×（2m+2×3m+1m）=9×103J， 答：将100kg的水从小明家压到楼顶的水箱，应至少做功为9×103J． （2）太阳能热水器每天接收的太阳辐射能为： Q=2.8×106J/（m2?h）×1.2m2×10h=3.36×107J， 水吸收的热量为： Q吸=Qη =3.36×107J×50% =1.68×107J 又有Q吸=cm（t-t0） =4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（t-20℃） =1.68×107J 可得t=60℃． 答：这台热水器每天能将初温为20℃，质量为100kg的水加热到60℃．

据专家权威分析，试题“小明家住一座七层宿舍楼的五楼，每层楼高为3m，他家在楼顶上安装..”主要考查你对  功的计算，热量的计算，太阳能  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算热量的计算太阳能

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：热量的计算

• 计算公式：
  ①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量．Q表示热量(J)，
  Q=c×m×△t．
  Q吸=c×m×（t－t0）
  Q放=c×m×（t0－t）
  （t0是初温；t是末温）
  其中c是与这个过程相关的比热容
  
  ②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q_放=mq　
  气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq　
  Q表示热量(J)，q表示热值(J/kg)，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m³）。
  q=Q_放/m(固体）；q=Q_放/v(气体） 
  Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳J
  m———表示某种燃料的质量———千克kg
  q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克J/kg

  单位：
  热量的单位与功、能量的单位相同．在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)．历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦．
  注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦

• 例题详解：
  例1 将100g水从20℃加热至90℃，要供给多少热量?一根铁钉的质量约10g，从1000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量?[c_水=4．2× 10³J／(kg·℃)；c_铁=0．46×10₃J／(kg·℃)]

  解析：水吸收的热量Q_吸=c_水m₁(t₁-t₀₁)=4．2 ×10³J／(kg·℃)×0．1kg×(90℃一20℃)=2．94× 10⁴J，铁钉放出的热量Q_放=c_铁m₂(t₀₂一t₂)=0．46× 10³J／(kg·℃)×0．01kg×(1000℃一25℃)=4．485 ×10³J。

  答案：见解析

• 水果热量：
  1、苹果100克/52大卡
  苹果是最多人会选的瘦身水果，因为它有丰富的果胶，可以帮助肠胃蠕动和排除体内毒素，最棒的是还可以降低热量吸收，再加上苹果的钾质很多，可以防止腿部水肿。当然啰，苹果的卡路里也不高，所以才有专吃苹果的苹果减肥餐产生。
  
  2、香蕉100克/125大卡
  很多水果减肥餐都少不了香蕉，因为香蕉含有丰富纤维质、维他命A、钾质和果胶等，所以可以有效地整肠，这样就能帮助排便。香蕉也有排除水分的效果，不但是最佳瘦身水果，也是吃了会让肌肤水当当的美颜圣品，不过香蕉的热量较高，吃多了，会有变胖的疑虑。
  
  3、葡萄柚100克/28大卡
  欧美人都爱吃葡萄柚等酸性水果来塑身，因为酸酸的水果可以促进肠道消化功能，葡萄柚含有丰富的维他命C，可以消除疲劳，还能让肌肤美美的呢!加上葡萄柚的热量和含糖量少，是最佳的明星减肥水果。
  
  4、凤梨100克/32大卡
  凤梨也是属于酸性水果，可以整肠和助消化，加上凤梨富含酵素能有益毒素分解，促进排水，所以也是想要瘦的人可以适量食用的水果，不过吃凤梨最好不要在餐前吃哦，因为它会伤胃，所以一定要先吃点东西垫垫胃才能食用，所以啰，虽然好吃，也不能吃过量。
  
  5、奇异果100克/50大卡
  奇异果甜美多汁，又含有丰富维生素C的特色，成为最受欢迎的美容和塑身水果。带点酸甜好滋味的奇异果，能防止便秘、帮助消化和美化肌肤，即使拿来当减肥餐，也会让人吃得津津有味，而它也一样是属于低热量高营养成分的优质水果。

考点名称：太阳能

•  定义：
       太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等等。
  
  

• 太阳能的利用及其优、缺点：
  

  利用太阳能的三种方式	太阳能转化为内能	太阳能热水器
  	太阳能转化为电能	太阳能电池
  	太阳能转化为化学能	植物进行光合作用
  太阳能的优点	完全清洁、无污染，并且取之不尽，用之不竭
  太阳能的缺点	太阳能太分散，收集和转换系统过于庞大，因而造价高；随气候、季节变化，不稳定，转换效率低

  在利用太阳能的三种方式中，有的间接利用太阳能，有的直接利用。
  间接利用太阳能：化石能源(光能→化学能)、生物质能(光能→化学能)
  直接利用太阳能：集热器(有平板型集热器、聚光式集热器)(光能→内能)，太阳能电池(光能→电能)一般应用在人造卫星、宁宙飞船、打火机、手表等方面。