Question

13．太陽能路燈的燈桿頂端有太陽能電池板，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能．并向燈桿下方的蓄電池充電，供夜晚LED路燈照明．若在一段時(shí)間內(nèi)，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量為為2.7×10⁷J．這與完全燃燒0.9kg的煤放出的熱量相當(dāng)；這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供一只“24V 60W”的LED燈止常工作30h，那么路燈正常工作時(shí)的電流為2.5A，該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化率是24%．（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）知道煤的熱值q和煤完全燃燒放出的熱量（吸收的太陽能），利用Q_放=mq求需要完全燃燒煤的質(zhì)量；
（2）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出額定電流；
（3）知道路燈的電功率和用電時(shí)間，由W=Pt求出路燈消耗的電能，利用效率公式求該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率．

解答 解：
（1）根據(jù)Q=mq可知，煤的質(zhì)量：m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.7×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=0.9kg；
（2）由P=UI可得，LED燈正常工作時(shí)的電流：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{24V}$=2.5A；
（3）路燈消耗的電能：W_電=Pt=60W×30×3600s=6.48×10⁶J，
太陽光輻射到該太陽能電池板的能量（總能量）
W_總=2.7×10⁷J，
該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化效率：
η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{6.48×1{0}^{6}J}{2.7×1{0}^{7}J}$×100%=24%．
故答案為：0.9；2.5；24．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量公式、電功率公式以及效率的計(jì)算，涉及到新開發(fā)的太陽能路燈使用時(shí)的能量轉(zhuǎn)化，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題．