Question

（2013?合肥一模）將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能是人們利用太陽(yáng)能的基本方式之一．如圖所示是人們熟知的太陽(yáng)能電池板，它可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)，供夜間的路燈照明．若一段時(shí)間內(nèi)太陽(yáng)能電池板接收的太陽(yáng)能為2.4×10⁷J．這些太陽(yáng)能經(jīng)轉(zhuǎn)化后可以供功率為40W的照明路燈工作60h，求：
（1）這些能量相當(dāng)于多少千克煤完全燃燒放出的熱量？（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）；
（2）此太陽(yáng)能電池板的能量轉(zhuǎn)化效率．

Answer 1

分析：（1）知道煤的熱值q和煤完全燃燒放出的熱量（太陽(yáng)能電池板接收的太陽(yáng)的能量），利用Q_放=mq求需要完全燃燒煤的質(zhì)量．
（2）知道路燈的電功率和用電時(shí)間，利用W=Pt求路燈消耗的電能，這是有用能量；然后與得到的太陽(yáng)能相比即可求出能量轉(zhuǎn)化效率．

解答：解：（1）由題知，Q_放=mq=2.4×10⁷J，
∴需要完全燃燒煤的質(zhì)量：
m=

Q放

q

=

2.4×107J

3×107J/kg

=0.8kg．
（2）使用太陽(yáng)能路燈的有用能量：
W_電=Pt=40W×60×3600s=8.64×10⁶J，
太陽(yáng)能電池板接收的太陽(yáng)能（總能量）：
W_總=2.4×10⁷J，
該太陽(yáng)能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率：
η=

W電

W總

×100%=

8.64×106J

2.4×107J

×100%=36%．
答：（1）這些能量相當(dāng)于0.8千克煤完全燃燒放出的熱量；
（2）此太陽(yáng)能電池板的能量轉(zhuǎn)化效率為36%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算、消耗電能的計(jì)算、效率的計(jì)算，涉及到新開發(fā)的太陽(yáng)能路燈使用時(shí)的能量轉(zhuǎn)化，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，有意義！