2018-2019学年粤教版选修3-33.5能源与可持续发展作业
2018-2019学年高中物理第三章热力学第一定律课时跟踪检测十八能源与可持续发展含解析粤教版选修3_3
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能源与可持续发展.某城市人口密度大,汽车等交通工具向对流层大量排放碳氢化合物、氮氧化合物等有害物质,最有可能发生的是( ).酸雨. 臭氧层空洞.光化学烟雾.温室效应解析:选氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生二次污染物质——化学烟雾,故选。
.煤、石油、天然气和生物质能资源的能量形成和转换利用过程基本上是( ).太阳能辐射→化学能→热能.太阳能辐射→机械能→电能.生物质能→电能→化学能→热能.太阳能辐射→机械能→化学能解析:选太阳能辐射转化成了煤、石油、天然气等的化学能,在对这些能源利用的过程中,又把它们的化学能转化成了热能,故选。
.“能源分类的相关图”如图所示,四组能源选项中全部符合图中阴影部分能源的是( ).煤炭、石油、天然气.水能、生物质能、天然气.太阳能、风能、生物质能.地热能、海洋能、核能解析:选由能源的分类及各能源的特点,三种不同分类方法中的公共部分为太阳能、风能、生物质能,故项正确。
.[多选]下面关于热机的说法中,正确的是( ).热机是把内能转化为机械能的装置.热机是把机械能转化为内能的装置.只要对热机不断的革新,它可以把气体的内能全部转化为机械能.即使没有漏气,也没有摩擦等能量损失,内燃机也不能将内能全部转化为机械能解析:选热机是把内能转化为机械能的装置,正确,错误;工作过程中一定有一部分内能排放给低温物体(冷凝器或大气),即不能把内能全部转化为机械能,错误,正确。
.下列哪些现象属于能量降退( ).电能通过电灯的电阻丝变为光能.利用水流发电变成电能.火炉生火把房间烤暖.电池的化学能转化为电能解析:选、、选项的能量转化利用程度很高。
火炉生火取暖的过程中,有一部分内能以热量的形式传给周围的空气,变为周围环境的内能,这些能量可利用程度降低,即能量降退,正确。
.[多选]有个“怪脾气”,它几乎不吸收太阳的短波辐射,大气中浓度增加能使地表温度因受太阳的辐射而上升;另外,它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用,阻碍了地球周围的热量向外层空间排放,使整个地球就像一个大温室,因此,大气中的浓度增加能使地表温度逐渐上升,全球气候变暖。
高中创新设计物理粤教版选修3-3:3-5+6 能源与可持续发展 研究性学习 对点练习 Word版含解析
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第五节能源与可持续发展
第六节研究性学习
——能源的开发利用与环境保护
能源与环境
1.(双选)下列情况可引起大气污染的是 () A.太阳能热水器的使用B.工业废气的排放
C.燃放鞭炮D.风车在发电
答案BC
解析太阳能与风能是清洁能源,而工业废气及燃放鞭炮都可能会引起大气污染,选B、C.
2.(双选)关于“温室效应”,下列说法正确的是() A.太阳能源源不断地辐射到地球上,由此产生了“温室效应”
B.石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”
C.“温室效应”使得地面气温上升,两极冰雪熔化
D.“温室效应”使得土壤酸化
答案BC
解析“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量.它的危害是使地面气温上升、两极冰雪熔化、海平面上升淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等,故正确答案为B、
C.
能源开发与利用
3.下列关于能量耗散的说法,不正确的是() A.能量耗散使能的总量减少,违背了能量守恒定律
B.能量耗散是指耗散在环境中的内能再也不能被人类利用
C.各种形式的能量向内能的转化,是能够自动全额发生的
D.能量耗散导致能量品质的降低
答案 A
解析能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收,遵守能量守恒定律,但使得能量品质降低,故A错、D对;耗散的内能无法再被利用,B项对;其他形式的能在一定的条件下可以全部转化为内能,但相反过程却不能够全额进行,C项对;故选B、C、D.。
物理粤教版高二年级选修3-3第三章第5节能量与可持续发展课堂练习2
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《3.5能源与可持续发展》学习评价B(拓展与延伸)
一、选择题:
1. 下列能源中,属于可再生能源的是()
A.石油B.水能C.天然气D.煤
2. 下列关于能源的说法正确的是()
A.煤、石油是当今人类利用的主要能源,它们是可再生能源
B.天然气是一种清洁的能源,人类可以无尽地开发利用
C.如果大量利用太阳能,可能使太阳能在短期内消耗殆尽
D.水能和风能可以从自然界里得到,是可再生能源
3. 下列常见的几热机中,效率最低的为()
A.蒸汽机B.喷气发动机
C.柴油机D.汽油机
4. 节约能源主要的措施是()
A.大力开发新能源
B.大量利用太阳能、地热能
C.大量利用水能、风能
D.采用新技术、新设备,更新落后的技术装备
二、填空题:
1. 煤、石油、天燃气、水能、风能、太阳能、潮汐能、地热能中,属于新能源的是_____________、______________、______________、____________,其余的是_____________________能源。
2. 核电站是利用_______________发电的电站,目前已经的核电站都是利用_________________反应产生的能量来发电的,核电站的主要组成部分是反应堆、___________、____________、发电机等。
3. 我国也在不断探索核能发电,并且自行设计制造了核电站。
你能说出我国正在使用的一个核电站吗?_________________________。
三、分析题:
如图18-1所示是核电站原理的示意图,结合这张图,
简要叙述核电站是如何工作的。
粤教版()物理 必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 期末复习题(四)(含答案)
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2020-2021学年高二物理粤教版(2019)必修第三册第五章电能与能源的可持续发展期末复习题(四)一、单选题1.如图所示,电动机M的线圈电阻为r,接入电压恒为U的电源时,电动机正常工作,此时电动机中通过的电流为I、消耗的电功率为P、线圈电阻的发热功率为P热、输出的机械功率为P出.则下列关系式正确的是A.UIr=B.P=IU+I2rC.2UPr=热D.P出=IU-I2r2.如图所示为一块手机电池的背面印有的一些符号,下列说法正确的是()A.该电池储存的最大电能为500mA·hB.该电池储存的最大能量为1.8JC.该电池在工作1小时后达到的电流为500mAD.若电池以10mA的电流工作,可用50小时3.下列说法正确的是()A.在无人自助加油站给汽车加油时,由于没有人员看管,可接打手机B.发电厂的变压器发生火灾时,应先断开电源再灭火C.随着科技的发展,电荷是可以消灭的D.太阳发出的能量射到地球上转化为其他能量射到宇宙中的能量则会消失4.一电动自行车中电源铭牌标有“48V,12A·h”字样。
假设工作时输出电压恒为48V,额定功率为192W,电动机内阻为1Ω。
某次平路上行驶的人和车的总质量为100kg,阻力为总重力的0.03,则()A.额定工作电流为12AB.以额定输出功率行驶时,电动机的效率约为92%C.充满电后该电池的总能量为576JD.在平路上行驶的最大速度约为6.4m/s5.电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。
闭合开关S后,当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时,电流表示数为0.50A。
当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时,电阻箱的热功率等于()A.50W B.20W C.5.0W D.2.5W6.如图所示,竖直固定一半径为R=0.5m表面粗糙的四分之一圆弧轨道,其圆心O与A点等高。
一质量m=1kgv 沿轨道自A点匀速率运动到B点,圆弧AP与圆弧的小物块在不另外施力的情况下,能以速度PB长度相等,重力加速度g=10m/s2。
高中物理 3.5能源与可持续发展课时作业(含解析)粤教版选修33
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第五节能源与可持续发展1.人类消耗的能量主要来自________、________、__________等物质,人们把这些物质叫做常规能源.大量消耗常规能源产生的大气污染对全球气候和生态环境系统产生的影响,最为突出的是____________和________.2.温室效应是人类过多地排放____________,干扰了地球的热量平衡造成的,温室效应会导致全球变暖进而会引起______________、____________和____________,控制全球变暖的对策是通过________________,控制____________的过量排放.具体实施时可以从以下两方面进行:(1)____________________.(2)________________.3.人为排放的____________和______________是酸雨形成的根本原因.这些污染物主要来自燃烧________的煤炭以及机动车排放的废气.酸雨有“空中死神”之称,危害极大,它影响人的________,危害______________,使土壤________和贫瘠,腐蚀建筑物和艺术品.酸雨的防治措施:(1)健全法规,强化管理,____________.(2)发展清洁煤技术,减少燃烧过程________的排放.(3)通过改造发动机,安装汽车尾气净化器,用无铅汽油代替含铅汽油等手段,控制____________的排放.4.能量不仅有“量”的问题,而且有“________”上的差别.根据热力学第二定律,自然界中的宏观过程是有____________.能量在转化过程中,能量的可利用程度是逐渐____________,这种能量可利用程度降低的现象称为____________.5.下列供热方式最有利于环境保护的是( )A.用煤做燃料供热B.用石油做燃料供热C.用天然气或煤气做燃料供热D.用太阳灶供热6.能源利用的过程实质上是( )A.能量的消失过程B.能量的创造过程C.能量的转化和转移过程D.能量的转化、传递并且逐渐消失的过程7.下列属于新型能源,又是可再生能源的是( )A.太阳能B.石油C.天然气D.核能【概念规律练】知识点一能源与环境1.(双选)以下说法正确的是( )A.煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能B.汽油是一种清洁能源C.水能是可再生能源D.煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的2.(双选)关于“温室效应”,下列说法正确的是( )A.太阳能源源不断地辐射到地球上,由此产生了“温室效应”B.石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,由此产生了“温室效应”C.“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化D.“温室效应”使得土壤酸化知识点二能量降退与节约能源3.(双选)下面关于能源的说法中正确的是( )A.能源是取之不尽,用之不竭的B.能源是有限的,特别是常规能源,如煤、石油、天然气等C.大量消耗常规能源会使环境恶化,故提倡开发利用新能源D.核能的利用对环境的影响比燃烧石油、煤炭大4.下列说法正确的是( )A.甲物体自发传递热量给乙物体,说明甲物体的内能比乙物体多B.热机的效率从原理上讲可达100%C.因为能量守恒,所以“能源危机”是不可能的D.以上说法均不正确知识点三新能源5.太阳热水器是利用太阳能来加热水的设备,在我国城乡许多屋顶上都可以看到.太阳单位时间直射到地面单位面积的能量为E0=7×103J/(m2·s).某热水器的聚热面积S=2m2,若每天相当于太阳直射的时间为t=4h,太阳能的20%转化为水的内能,计算这个热水器最多能使m=500kg的水温度升高多少?6.某地的平均风速为5m/s,已知空气密度是1.2 kg/m3,有一风车,它的车叶转动时可形成半径为12m的圆面,如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能,则该风车带动的发电机的功率是多少?(结果保留两位有效数字)1.煤、石油、天然气和生物资源的能量作为能源的共同特点是( )A.可再生能源,取之不尽,用之不竭B.不可再生能源,用一点,少一点C.来自太阳辐射的能量D.污染环境的能源2.关于能源,以下说法中错误的是( )A.煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而成的B.能源的利用过程,实质上是能的转化和转移的过程C.到目前为止,人类利用的所有能源实际上都是太阳能转化而成的D.核能和地热能来自地球本身3.关于能源的开发和利用,下列观点不正确的是( )A.能源是有限的,无节制的利用能源,是一种盲目的短期行为B.根据能量守恒定律,能源是取之不尽、用之不竭的C.在对能源进行开发和利用的同时,必须加强对环境的保护D.不断开发新能源,是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径4.当前,世界上日益严重的环境问题主要源于( )A.温室效应B.厄尔尼诺现象C.人类对环境的污染和破坏D.火山喷发和地震5.下述化学物质中,对大气臭氧层破坏最大的是( )A.氟利昂B.二氧化碳C.二氧化硫D.一氧化碳6.(双选)下列关于热机的说法中,正确的是( )A.热机是把内能转化为机械能的装置B.热机是把机械能转化为内能的装置C.只要对内燃机不断进行革新,它可以把气体的内能全部转化为机械能D.即使没有漏气,也没有摩擦,内燃机也不能把内能全部转化为机械能7.水力发电站的电能最终来自于( )A.太阳能B.水的动能C.水的势能D.水的内能8.柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧,产生高温高压的气体,燃料的化学能转化为气体的内能,高温高压的气体推动活塞做功,气体的内能又转化为柴油机的机械能.燃烧相同的燃料,输出的机械能越多,表明柴油机越节能.是否节能,是衡量机器性能好坏的重要指标.有经验的柴油机维修师傅,不用任何仪器,只是将手伸到柴油机排气管附近去感知一下尾气的温度,就能判断出这台柴油机是否节能.关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关系,你认为正确的是( )A.尾气的温度越高,柴油机越节能B.尾气的温度越低,柴油机越节能C.尾气的温度高低与柴油机是否节能无关D.以上说法均不正确9.下列叙述中不正确的是( )A.市区禁止摩托车通行是为了提高城区空气质量B.无氟冰箱的使用会使臭氧层受到不同程度的破坏C.大气中CO2含量的增多是引起温室效应的主要原因D.“白色污染”是当前环境保护亟待解决的问题之一10.氢能是一种既高效又干净的新能源,发展前景良好,用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐.我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”,已达到世界先进水平,并加快向产业化的目标迈进.氢能具有的优点包括( )①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便④制备工艺廉价易行A.①②B.①③C.③④D.②④11.CO2气体几乎不吸收太阳的短波辐射,大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升;另外,它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用,阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放,使整个地球就像一个大温室一样,因此,大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升,使全球气候变暖.(1)这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为( )A.光热效应B.光电效应C.光气效应D.温室效应(2)导致大气中CO2浓度增加的主要原因是( )A.大量植物和生物物种灭绝B.大量燃料如石油、煤炭、天然气等的燃烧C.人口剧增,呼出的二氧化碳增多D.自然因素破坏了地球环境生态平衡(3)(双选)为了减缓大气中CO2浓度的增加,可以采取的措施有( )A.禁止使用煤、石油和天然气B.开发使用核能、太阳能C.将汽车燃料由汽油改为液化石油气D.植树造林的40%以上,研究结果还表明,我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿元.为了有效控制酸雨,目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规.(1)在英国进行的一项研究结果表明:高烟囱可有效地降低地面SO2浓度.在20世纪60~70年代的10年间,由发电厂排放的SO2增加了35%,但由于建造高烟囱,地面浓度降低了30%,请你从全球环境保护的角度,分析这种做法是否可取?说明理由.(2)用传统的煤、石油作燃料,其主要缺点是什么?与传统的煤、石油作燃料相比,哪种物质可以作为新能源?主要优点是什么,缺点又是什么?13.有一座瀑布的高度是50m,流量为12m3/s,计划在瀑布底部利用水能发电,设在瀑布顶处水流速率与从发电机处水轮机内流出的速率相等,且水能有65%被利用,求安装的发电机功率最大是多少(g取10 m/s2)?14.如果一位体重为70kg的运动员某次训练的排汗量是0.3kg,而且这些汗水都从运动员身上蒸发掉而没有流掉,这将导致运动员的体温降低多少?已知常温下水的汽化热Q=2.4×106J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃).人体的主要成分是水,可以认为人体的比热容与水的比热容相等.15.开发利用太阳能,将会满足人类长期对大量能源的需求.太阳能的光热转换是目前技术最为成熟、应用最广泛的形式.太阳能热水器的构造示意图如图1所示,下方是像日光灯管似的集热管,由导热性能良好的材料制成,在黑色管和外面透明管间有空隙,并抽成真空,集热管的下方是一块光亮的铝合金板子,做成凹凸一定的曲面.图1试分析下列有关太阳能的利用问题:(1)说明太阳能热水器哪些结构与其功能相适应,水箱为何安装在顶部而非下部?图2(2)图2中A是集热器,B是储水容器,在阳光直射下水将沿________时针方向流动,这是因为_________.C是辅助加热器,其作用是__________________________________________.请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门,并说明选择位置的理由.答案课前预习练1.煤石油天然气温室效应酸雨2.二氧化碳海平面上升气候变化疾病增多调整能源结构二氧化碳提高能源利用率开发新能源3.二氧化硫氮氧化合物含硫健康生态系统酸化控制排放SO2汽车尾气4.质方向性的降低的能量降退5.D [煤、石油、天然气等燃料的利用,使人类获得大量的内能.但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分,使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气.而太阳能是一种无污染的能源,应大为推广.故选D.]6.C [能源利用的过程是做功或热传递的过程,前者是能量的转化,后者是能量的转移.] 7.A课堂探究练1.AC [煤、石油、天然气等是动植物转化成的,其来源可追溯到太阳能,A对;汽油燃烧会导致有毒气体的生成,B错;水能是可再生能源,C对;煤、石油等存量是有限的,是不可再生能源,D错.]方法总结明确不同能源的定义及实际使用过程中能量的转化,是分析本题的关键.2.BC [“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量,它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等,故B、C选项正确.]3.BC [尽管能量守恒,但降退的的内能无法重新收集利用,所以能源是有限的,特别是常规能源,故选项A错,B对;常规能源的利用比核能的利用对环境的影响大,故选项C对,D错.]4.D [自发地进行热传递的条件是必须存在温度差,而不是内能差.甲物体传递热量给乙物体,说明甲物体的温度比乙物体高,故A项错.由热力学第二定律:“不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.”可知,任何热机的机械效率都不可能达到100%,因此,B项错.关于“能源危机”必须明白两点:(1)能源是提供能量的资源,如煤、石油等;(2)人们在消耗能源时,放出的热量,有的转化为内能,有的转化为机械能,但最终基本上都转化成了内能,人们无法把这些内能收集起来再利用(能量降退),而可供利用的能源是有限的,也不可能再生(或短时间内不可再生).因此,“能源危机”并非说明能量不守恒,所以C项错.] 方法总结(1)能量降退从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.(2)能量降退虽然不会使能的总量减少,却会导致能量品质的降低,它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大有用的形式.煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量,在利用它们的时候,高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能. (3)能量虽然不会减少但能源会越来越少,所以要节约能源. 5.19.2℃解析 根据题意可知,一天当中被热水器吸收且转化为水的内能的太阳能为:Q =E 0·S ·t ·20%,这部分能量就等于被水吸收的能量Q 吸=cm Δt .每天被太阳能热水器吸收的太阳能:E =E 0·S ·t ①水吸收的热量:Q 吸=cm Δt ②E ·20%=Q 吸③联立①②③式代入数据得:Δt =19.2℃.所以这个热水器最多能使500kg 的水温度升高19.2℃.方法总结 解题时应明确在能量的转化和转移过程中,能量的总量保持不变. 6.3.4kW解析 首先可以求出在时间t 内作用于风车的气流的质量为m =πr 2vtρ,这些气流的动能为12mv 2,转变的电能为E =12mv 2×10%,故风车带动的发电机的功率为 P =E t =12πr 2ρv 3×10%, 代入数据解得P =3.4kW.方法总结 本题是新型能源风能发电的模型,考查了动能、功率、能的转化等知识.计算过程中要注意构建正确的气流柱体模型,理清各物理量间的关系,利用能的转化与守恒定律正确分析该题. 课后巩固练 1.C 2.C3.B [能量是守恒的,但由于能量降退,使得能利用的能源越来越少.] 4.C 5.A6.AD [热机是把内能转化为机械能的装置,过程中一定有部分热量排放给低温物体(冷凝器或大气),即有能量降退.] 7.A8.B [气体的内能不可能完全转化为柴油机的机械能,柴油燃料在柴油机的汽缸中燃烧,产生高温高压的气体,是一个高温热源;而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源.根据能量守恒,这两个热源之间的能量差就是转换的机械能.燃烧相同的燃料,要想输出的机械能越多,尾气的温度就越低.] 9.B10.A [氢能是易燃烧、热值高,原料来源广;但储存难、制备成本高,故①②正确.] 11.(1)D (2)B (3)BD12.(1)这种方法并不可取,尽管高烟囱可有效地降低地面SO 2浓度,但并不能减少排放到大气中的SO 2总量,总污染量并未减少,并且高空中的SO 2很容易与雨水结合,形成酸雨危害环境.(2)用传统的煤、石油作燃料,其主要缺点是燃烧过程中产生大量的污染,危害环境.氢这种物质可以作为新能源,因为氢的燃烧值大,相同质量的氢与煤、石油相比,放出的热量更多,并且燃烧后只产生水,无污染物形成.缺点是大量的单质氢不容易获得,成本太高,并且氢的熔点很低,不容易液化,给运输带来不安全因素. 13.3.9×103kW解析 设流量为Q ,水的密度为ρ,在t 时间内通过水轮机的水的质量为m =ρQt ,水的机械能有65%转化为电能,故发电机功率为P =ρQtghηt=ρQghη=1×103×12×10×50×65%W=3.9×103kW14.2.46℃解析 设人的质量为m =70kg ,排汗量Δm =0.3kg ,运动员体温降低为Δt .由能的转化与守恒定律得Q Δm =c (m -Δm )Δt解得Δt =Q Δm c m -Δm = 2.4×106×0.34.2×103×70-0.3℃=2.46℃ 15.(1)日光灯管似的集热管面积较大,便于吸收较多的太阳能;外有透明玻璃管,内有黑色管子,使阳光能直射入玻璃管而不易被反射;在黑色管和外面透明管间有空隙,并抽成真空,减少两管间因空气对流引起的热损失,减少热传导;集热管的下方是一块光亮的铝合金板子,做成凹凸一定的曲面,使周围及穿过管隙的阳光尽量聚焦在水管内,水箱安装在顶部而非下部,便于水的对流.(2)顺 集热器中的水被太阳光晒热后密度变小,受浮力作用沿管向右上方运动 在阴天用电加热的方式使水温升高;在封闭的环形管道的左下方安上进水阀门,在贮水容器下方竖直管道上安出水阀门,可使热水流出,冷水得以补充.。
物理粤教版选修3-3自我小测:第三章第五节能源与可持续发展 含解析 精品
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自我小测1CO2气体有个“怪脾气”,它几乎不吸收太阳的短波辐射,大气中CO2浓度增加能使地表温度因受太阳辐射而上升;另外,它还有强烈吸收地面红外热辐射的作用,阻碍了地球周围的热量向外层空间的排放,使整个地球就像一个大温室一样.因此,大气中二氧化碳气体浓度的急剧增加已导致气温的逐步上升,使全球气候变暖.这种大气中以CO2为主的气体产生的效应称为()A.光热效应B.光电效应C.光气效应D.温室效应2二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用,行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获,最后使大气升温,大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样,只准太阳的辐射热进来,却不让室内的长波热辐射出去,大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应.这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点,根据这种观点,以下说法成立的是() A.在地球形成的早期,火山活动频繁,排出大量的二氧化碳,当时地球的气温很高B.经过漫长的年代,地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应,导致二氧化碳减少,地球上出现了生命C.由于工业的发展和人类的活动,导致二氧化碳在空气中的含量增大,地球上的气温正在升高D.现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加,是电能和其他形式的能转化为内能3为了保护环境,控制和消除大气污染,在普及煤气和天然气使用的同时,更要注意安全.门窗紧闭的厨房一旦发生煤气大量泄漏极易引发爆炸,当你从室外进入厨房嗅到煤气味时,下列操作中你认为最安全的是()A.立即开启抽油烟机排出煤气,关闭煤气源B.立即打开门和窗,关闭煤气源C.立即打开电灯,寻找泄漏处D.打电话报警4四口之家分别单独使用不同种类的燃料时,平均月消耗量为:木柴约200 kg,烟煤约80 kg,液化石油气约30 kg,煤气约60 kg,这四种燃料中热值最高的是…()A.液化石油气B.煤气C.烟煤D.木柴5据《中国环境报》报道:一份科技攻关课题研究结果显示,我国酸雨区已占国土面积的40%以上,研究结果还表明,我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿元,为了有效控制酸雨,目前国务院已批准《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案》等法规.(1)在英国进行的一项研究结果表明:高烟囱可有效地降低地面SO2浓度,在20世纪的60~70年代的10年间,由发电厂排放的SO2增加了35%,但由于建造高烟囱,地面SO2浓度降低了30%之多,请你从全球环境保护的角度,分析这种做法是否可取?说明其理由:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)用传统煤、石油做燃料,其主要缺点是什么?与传统的煤、石油做燃料相比,哪种物质可以作为新能源?主要优点是什么?缺点又是什么?________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.6有人说,煤和石油的能量也来自太阳,那么太阳能通过什么途径变成煤和石油中的化学能?7现代典型的燃煤发电厂,总效率一般为40%.有一座大型燃煤发电厂,如果发出1.0×109 J的电力,可供一个大城市使用.下图表示这座发电厂的能量流向.请回答:(1)燃煤提供的能量应等于哪几项能量之和?(2)图中烟囱废气所带走的能量没有标出,请你算出来,在图中补上.(3)算出这座发电厂的总效率.(4)根据上图所示的电厂能量流向,你认为在哪些地方进行改进,可以提高发电厂的总效率?8能源问题是当前的热门话题,传统的能源——煤和石油,一方面储量有限,有朝一日将要被开采完毕,另一方面,使用过程中也带来了污染,寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向,利用潮汐发电即是一例.关于潮汐,古人说:“潮者,据朝来也;汐者,言夕至也.”下图是利用潮汐发电的示意图,左方为陆地和海湾,中间为大坝;其下有通道,水经通道可带动发电机.涨潮时,水进入海湾,待内外水面高度相同,堵住通道〔图甲〕,潮退至最低点时放水发电〔图乙〕;待内外水面高度相同,再堵住通道,直到下次涨潮至最高点,又放水发电〔图丙〕.设海湾面积为5.0×107 m2,高潮与低潮间高度差为3.0 m,则一天内水流的平均功率为多少MW.(注:实际上由于各种损失,发电功率仅为水流的平均功率的10%~25%,例如法国兰斯河潮汐发电站水势能释放平均功率240 MW,而发电功率仅为62 MW)参考答案1解析:CO2气体具有很强的吸收红外热辐射作用,使全球的气候变暖,这样的效应称为温室效应,故选D.答案:D2解析:本题的观点是二氧化碳的温室效应.地球形成的早期,地壳不如现在牢固,地球不如现在稳定,火山活动频繁,符合地质的发展规律.由于火山的喷发,排出大量的二氧化碳,进而导致当时地球的气温很高.地球上的岩石由于多种原因,其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应,使岩石进一步风化,最后形成土壤.二氧化碳减少,形成了适合生命生存的条件.由于工业的发展和人类的活动,大量地使用常规能源,导致二氧化碳在空气中的含量增大,地球上的气温正在升高.生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变,会产生热.四个选项都很正确,但就温室效应这一观点而言确定A、B、C是正确的.答案:ABC3解析:煤气为燃料,属易燃易爆品,如果浓度较大,遇明火或火花可能发生爆炸.打开电灯时,开关极易产生火花,引爆煤气.对燃料的泄漏处置,应考虑到易燃易爆这一性质.答案:B4解析:能从条件中确定该四口之家月平均需求热量相同,是解题关键.这个四口之家月平均需求的热量应该是相同的,在放出热量相同的情况下,燃料的热值越高所需质量越少,四种燃料中液化石油气所需质量最少,所以它的热值最高,选A.答案:A5解析:减少酸雨的产生是要杜绝污染源,而不是建造高烟囱转移污染,而杜绝酸雨的污染途径一般有三个:一是对煤、石油等传统能源进行处理,使其在燃烧过程中不产生SO2;二是对污染物SO2进行回收利用;三是开辟新能源.而目前最理想的能源为氢能源,因为它原料来源丰富,燃烧的产物又是水,既不污染环境,又可以循环利用.答案:(1)不可取,因为SO2的排放总量并没有减少,进一步形成的酸雨仍会对全球造成危害.(2)煤、石油是不易再生的化石燃料,其资源是有限的,其次,燃烧后产生的SO2、NOx 等严重地污染大气,进而形成酸雨,燃烧后产生的CO2又会造成温室效应.氢气;优点:第一,H2可以用水作为原料来制取;其次,H2燃烧时放热多,放出的热量约为同质量汽油的3倍;第三,氢燃料的最大优点是燃烧产物为水,不易污染环境,还可循环使用.缺点:不易制取,贮存不方便.6答案:煤和石油都是古生物的遗体被压在地层中经过漫长的地质年代形成的,太阳能先通过植物光合作用变为植物体内的化学能,再转变为煤的化学能,植物的化学能转移到动物体内,然后就成了石油的化学能.7解析:(1)燃煤提供的能量等于进入涡轮机的能量和通过烟囱排出的能量.(2)根据(1)中的解析可得出通过烟囱废气所带走的能量E =2.5×109 J -2.2×109 J =0.3×109 J.(3)由能量流向图可知发电厂的电能为1.0×109 J.消耗的总能量为2.5×109 J ,所以总效率η=1.0×1092.5×109×100%=40%. (4)从能量流向图中可以看出,该热电厂的损耗共达到了1.5×109 J ,即达到了60%,最主要的损耗是涡轮机的损耗,由冷凝器排出,所以这个地方应作为改造的重点.降低通过冷凝器时能量的消耗,以此提高涡轮机的效率,进而提高整个电厂的效率.另外,也要尽可能降低通过烟囱废气带走的能量.答案:见解析.8解析:潮汐发电其实就是将海水的重力势能转化为电能.每次涨潮时流进海湾(落潮时流出海湾)的海水的重力为:mg =ρVg =1.0×103×5.0×107×3×10 N =1.5×1012 N其重心的高度变化为:h =1.5 m一天内海水两进两出,故水流功率为:P =4mgh t =4×1.5×1012×1.524×3 600W ≈1.0×108 W 即P ≈100 MW.答案:100。
物理粤教版高二年级选修3-3第三章第5节能量与可持续发展教学设计
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3.5能源与可持续发展教学设计及教材分析一、创设情景,激趣引入森林王国在狮子国王的领导下过着平静的生活。
一天,狐狸向狮子描述了一个宏伟的国家蓝图。
于是狐狸被任命为宰相,负责王国的现代化建设,很快大片的森林变成了厂房,动物们的生活条件大大的改善。
可是过了几年,剩下的树木大片死亡,动物们没有了吃的。
纷纷离开了故土,狮子坐在豪华的宫殿内,大喊给我吃的,却没有动物回答。
狮子在饥饿中死亡。
提问:为什么工业化成功狮子却死了?(围绕这个问题我们来学习本节内容)二、能源的分类: 能源的分类1、从来源上分来自地球以外天体(主要是太阳辐射能)煤、石油、天然气等风能、水能草木燃料生物质能沼气地球本身蕴藏的能源:地球与其他天体相互作用产生的能源:原子核能地热能潮汐能4.按能源的利用,即可否被广泛利用,可分为2、按能源原有形态是否改变,可将能源分为一次能源二次能源3.按能源能否“再生”,即自然界能否源源不断的提供,可将能源分为可再生能源非再生能源非常规能源常规能源(练习巩固)三、21世纪的能源趋势由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长。
特别是近三四十年来,能耗量增长速度明显加快。
同学们看图,了解一下一个多世纪来,人类能源消耗的情况。
(学生看书,老师板书)学生讨论交流,21世纪的能源趋势是怎样的?根据上一节课学过的能量转移和转化的方向性,我们知道目前作为人类主要能源的化石能源,并求是取之求尽、用之求竭。
化石能源、核能等是不可再生的能源,我们现在开采得越多,留给子孙后代的就越少。
人类自1973年以来,共向地球索取了5 000亿桶(约合800亿吨)石油,剩下的石油按现有生产水平计算,还可保证开采44年。
天然气也只能持续开采56年,一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。
为了人类的未来,我们必须要节约能源。
因此同学们以后不仅自己节约能源,看到浪费能源的行为也应该勇敢地站出来制止。
四、能源消耗对环境的影响人类在耗用各种能源时,特别是目前石油、煤炭占了能源的绝大部分,而且年消耗量在不断增长,不可避免地会对环境造成影响。
《能源与可持续发展》学案(粤教版选修3-3)
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【学习目标】了解什么是常规能源和新能源及能源的利用和环境保护的关系【学习指导】能源常规能源新能源:环境污染清洁能源可再生能源不可再生能源【典型例题】[例1]太阳总辐射功率为3.86×1026 W,太阳与地球之间的平均距离为1.5×1011 m,试估算地面上1m2所获得的太阳能的功率是多少?【巩固练习】1.下列属于常规能源的是()A.焦碳B.煤炭C.煤油D.煤气2.下列不属于新能源的是()A.太阳能B.核能C.风能D.石油3.消耗石油和煤炭给环境带来的主要问题是()A.运输过程中的泄漏B.机械运转过程中的噪音C.燃烧时消耗的氧气D.燃烧时产生的二氧化碳4.使用高硫煤对环境带来的危害主要是()A.运输过程中的泄漏B.燃烧后产生的大量煤渣C.燃烧时产生的强光D.燃烧时形成的二氧化硫5.人造卫星都有“翅膀”,“翅膀”的用途是()A.用于平衡人造卫星早太空中的姿势B.像飞机的翅膀一样用于获得浮力进行飞行C.用于控制人造卫星飞行的方向D.把太阳能转变为电能6.下列能源中属于清洁能源的是()A.核能B.太阳能C.水流能D.庄稼秸秆7.下列能源中属于可再生能源的是()A.电能B.水流能、风能C.煤炭D.核能、太阳能8.处理农田中的庄稼秸秆,最好的方式是()A.晒干在地里直接烧掉B.直接埋到地里做肥料C.放在密闭的窖中加水发酵D.堆在空地上让它腐烂发酵9.到达地球表面的太阳辐射功率在与太阳光线垂直的表面上每平方米大约为P = 1400W,如果用面积S = 2m2的太阳能热水器,热水器内装有100kg水,水的初温为20 o C,若热水器的效率为80%,则需多长时间才能使水的温度达到100 o C?(水的比热容C=4.2×103 J/kg ·o C)【典型例题】1.太阳能的功率是均匀分布在以太阳与地球间距离为半径的球体表面上,此球的表面积为m2则地球表面1m2所获得的功率为W【巩固练习】1.B 2.A B C D 3.D 4.D 5.D 6.B C 7.B 8.C9. 250 min高α考≌试:题﹤库。
2018-2019学年高中物理第三章热力学第一定律第五节能源与可持续发展讲义含解析粤教版选修3_3
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能源与可持续发展.随着社会的发展,能源消耗使自然资源锐减,且使许多环境因素改变,和能源环境是人类面临的两大问题。
、煤——石油.常规能源、的使用使大气中的污染物质超出正常含量,引起空气天然气”“质量恶化,危害生态环境,产生的主要危害有、光化学烟雾温室效应。
酸雨和.温室效应是人类过多地排放二氧化碳,干扰了地球的热量平衡造成全球变暖,它会引起气候变化、和疾病增多。
控制的对策首先是通过调整海平面上升能源结构的排二氧化碳,控制放量,具体措施是:提高能源利用率和。
开发新能源二氧化硫.酸雨是人为排放的和氮氧化合物在降水过程中溶入雨水形成的,它的危害极生态系统大,会影响人的健康、危害,使土壤和贫瘠,建筑物和艺术品等。
腐蚀酸化.因为自然界中的宏观过程具有方向性,因此能量在转化过程中,能量的可利用程度是逐的,即产生渐降低能量降退能源,并且地球上的能源储量有限,不可再生现象,常规能源都是所以人类应节约能源。
.常规能源煤、石油、天然气。
.常规能源对环境的影响()光化学烟雾:排入大气中的污染物在太阳紫外线照射下发生光化学效应,形成一种毒性很大的二次污染物“光化学烟雾”。
()温室效应:①形成原因:温室效应是人类过多地排放二氧化碳,干扰了地球的热量平衡造成的。
②产生的危害:温室效应会导致全球变暖,海平面上升,气候变化,疾病增多等。
③控制对策:调整能源结构,控制二氧化碳的过量排放,具体实施可从以下两个方面进行:一是提高能源利用率,如改进设备、技术,建立节约能源的消费观等;二是开发新能源,如多使用核能、水能、太阳能、风能等。
()酸雨:①含义:天然降水的值小于的降水。
②产生原因:人为排放的二氧化硫和氮氧化合物在降水过程中溶入雨水形成的,污染物主要来自燃烧含硫的煤炭及机动车排放的废气。
③产生的危害:酸雨影响人的健康,危害生态系统,使土壤酸化和贫瘠,腐蚀建筑和艺术品等。
④防治措施:.健全法规,强化管理,控制排放;.发展清洁煤技术,减少燃料过程的排放;.通过改造发动机,安装汽车尾气净化气,用无铅汽油代替含铅汽油等手段,控制汽车尾气的排放。
粤教版()物理 必修第三册 第五章 电能与能源的可持续发展 期末复习题(三)(含答案)
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2020-2021学年高二物理粤教版(2019)必修第三册第五章电能与能源的可持续发展期末复习题(三)一、单选题1.如图所示的电路中,输入电压U 恒为12V ,灯泡L 上标有“6V ,12W”字样,电动机线圈的电阻R M =0.50Ω。
若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是( )A .通过电动机的电流为12AB .电动机的输入功率为24WC .电动机的输出功率为12WD .电动机的热功率为2.0W2.有一家用电褽斗,其内部电路结构如图所示,改变内部连线方式可以使电褽斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡,选项图中是它的四种不同的连接方式,其中能获得低挡温度的是( )A .B .C .D .3.如图所示,电阻R 和内阻为r 的电动机M 串联接到电路中,接通开关后,电动机正常工作,设电阻R 和电动机M 两端的电压分别为1U 和2U ,经过时间t ,电流通过电阻R 做功1W ,产生热量1Q ,电流流过电动机做功2W ,产生热量2Q ,则有( )A .12U U R r =B .12U U R r<C.221212,U UQ t Q tR r==D.221212,U UW t W tR r==4.一颗小钢珠从水面上方由静止释放,落入水中,溅起的小水珠跳得比钢珠释放时的位置还高,如图所示,对这种现象下列说法中正确的是()A.小水珠溅起的高度超过钢珠下落时的高度,违背了能量守恒定律B.小钢珠下落时具有的重力势能小于溅起的水珠在最高点的重力势能C.小钢珠下落时具有的重力势能等于溅起的水珠在最高点的重力势能D.小钢珠下落时具有的重力势能大于溅起的水珠在最高点的重力势能5.体育课上某同学做引体向上,他两手握紧单杠,双臂竖直,身体悬垂,接着用力上拉使下颌超过单杠(身体无摆动),然后使身体下降,最终悬垂在单杠上,下列说法正确的是A.在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力B.在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力C.若增大两手间的距离,最终悬垂时单臂的拉力变小D.该同学速度最大时的机械能大于最低点时的机械能6.如图所示,电源电动势E=8V,内电阻为r=0.5Ω,“3V,3W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上,灯泡刚好正常发光,电动机刚好正常工作,电动机的线圈电阻R0=1.5Ω,下列说法正确的是()A.通过电动机的电流为1.6A B.电动机两端电压是1.5VC.电动机的输入功率为1.5W D.电动机的输出功率为3W7.如图所示的电路中,电源电动势E=4 V,内阻r=0.5 Ω,定值电阻R=1 Ω。
粤教版(2019)高二物理上学期必修第三册第五章电能与能源的可持续发展第一节电路中的能量跟踪练习
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2021届高二物理上学期粤教版(2019)必修第三册第五章电能与能源的可持续发展第一节电路中的能量跟踪练习一、单选题1.利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6V,电源内阻r=1Ω,电阻R=3Ω,重物质量m=0.20kg。
当将重物固定时,电压表的示数为5V。
当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5V。
不计摩擦,g取10m/s2。
下列说法正确的是()A.电动机内部线圈的电阻为1ΩB.稳定匀速提升重物时,流过电动机的电流为1AC.重物匀速上升时的速度为0.75m/s D.匀速提升重物时电动机输出的机械功率是2W2.一电动机正常工作时的发热功率是0.1kW,转化为机械能的功率是6kW,该电动机正常工作时()A.每秒钟消耗的电能为0.1kJ B.每秒钟消耗的电能为6kJC.每秒钟做的机械功为0.1kJ D.每秒钟做的机械功为6kJ3.如图所示,电阻R和电动机M串联接到电路中。
巳知电阻R跟电动机线圈电阻相等,开关闭合后,电动机正常工作。
设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2,经过时间t后,电源通过电阻R做功W1,产生的电热为Q1;电流通过电动机M做功W2,产生的电热为Q2。
则有()A.U1=U2,Q1>Q2B.U1<U2,Q1=Q2C.W1<W2,Q1<Q2D.W1=W2,Q1=Q24.一根电阻丝,1s通过1 C的电荷量所消耗的电能是8 J。
若在1s内通过3 C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A.4 V,16 J B.8 V,16 J C.24 V,24J D.24V,72 J5.如图甲所示为一款儿童电动汽车,该款电动汽车的部分参数如图乙所示,则下列说法正确的是()A.电机的输入功率等于54WB.电源规格中的4.5A h⋅,A h⋅是电荷量的单位C.电机线圈的电阻为6ΩD.行驶过程中电机突发故障,被卡住无法转动,此时通过电机的电流为2A6.电饭锅工作有两个状态:一个是锅内的水烧干以前的加热状态,另一种是水烧干后的保温状态。
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3.5 能源与可持续发展作业
一、单项选择题
1.当前,世界上日益严重的环境问题主要源于( )
A.温室效应
B.厄尔尼诺现象
C.人类对环境的污染和破坏
D.火山喷发和地震
答案:C
2.作为新型燃料,从环保角度来看,氢气具有的突出特点是( )
A.在自然界里存在氢气
B.氢气轻,便于携带
C.燃烧氢气污染小
D.氢气燃烧发热量高
解析:选C.氢气燃烧生成水,所以对环境污染小.
3.煤、石油、天然气和生物资源能量的形成和转换利用的基本过程是( ) A.太阳辐射能化学能热能
B.太阳辐射能机械能电能
C.生物能电能化学能热能
D.太阳辐射能机械能化学能
解析:选A.煤、石油、天然气是几亿年前的生物吸收太阳能转化为化学能,生物资源是现在的生物吸收太阳能转化为化学能,最终都转化为热能,故选A.
4.能源利用的过程实质上是( )
A.能量的消失过程
B.能量的创造过程
C.能量的转化和转移过程
D.能量的转化、传递并且逐渐消失的过程
解析:选 C.能源利用的过程是做功或热传递的过程,前者是能量的转化,后者则是能量的转移.
5.关于能源,以下说法中不.正确的是( )
A.煤、石油、天然气等燃料的化学能实际上是太阳能转化而来的
B.能源的利用过程,实际上是能的转化和转移的过程
C.到目前为止人类所利用的所有能源,实际上都是太阳能转化而来的
D.核能和地热能来自地球本身
答案:C
6.水力发电站的电能最终来自于( )
A.太阳能B.水的动能
C.水的势能D.水的内能
解析:选A.水能、风能、生物质能均来源于太阳能,故选A.
7.人类只有一个地球,我们要保护赖以生存的环境.试完成三个题目:
(1)下列哪一种不属于当今世界的三大环境问题…( )
A.酸雨
B.臭氧层的破坏
C.人口的急剧增长
D.温室效应
(2)酸雨的形成主要是由于( )
A.大气中CO
2含量的增加 B.大气中SO
2
含量的增加
C.乱砍滥伐森林,破坏生态环境
D.大气中氟利昂含量的增加
(3)大气臭氧层( )
A.能大量反射太阳辐射中的紫外线,所以那里的温度较低
B.能散射太阳光中的紫外线,使地面生物免受紫外线之害
C.是大气层中存在臭氧的唯一场所,我们应该加以保护
D.吸收大量的紫外线,减少到达地面的紫外线辐射
答案:(1)C (2)B (3)D
二、非选择题
8.随着人类消耗能量的迅速增加,如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务.如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案,与站台连接的轨道有一个小的坡度,请你从提高能量利用效率的角度,分析这种设计的优点.
解析:列车进站时,利用上坡把列车的部分动能转化为重力势能,减小因为刹车而损耗的机械能.列车出站时,利用下坡把列车储存的重力势能又转化为动能,起到节能的作用.
9.下面是晓阳在题为《能源利用和节约能源》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、无费用,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,在1 m2地面上1 s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,目前已经逐渐地出现在我们的生活中.
晓阳在网上下载了某型号太阳能热水器的宣传广告:
(1)晓阳家每天大约需要100 kg热水,用这种热水器将这些水从25 ℃加热到45 ℃需要多长时间?
(2)与效率为80%的电热水器相比,晓阳家每天节约多少电能?
解析:(1)设t为光照时间,k=1.0×103 J/(s·m2),
Q
吸
=cm(T-T0)=4.2×103×100×20 J=8.4×106 J,
太阳能热水器传给水的热量Q放=kStη,
因为Q吸=Q放,所以
t=
Q
吸
kSη
=
8.4×106
1.0×103×1.5×40%
s=1.4×104 s≈3.9 h.
(2)由Q电=Q吸=ηE电,得E电=Q
吸
η
=
8.4×106
0.8
J=1.05×107J≈2.9 kW·h.
答案:(1)3.9 h (2)2.9 kW·h。