【分析】
首先,蓄电池充电时,是将电能转化为化学能储存起来。对于第一问,已知太阳光辐射的能量(相当于煤完全燃烧放出的热量)和煤的热值,根据燃料完全燃烧放热公式Q=mq,变形可求出煤的质量。对于第二问,先根据电功公式W=Pt计算出路灯工作消耗的电能(即有用能量),再利用能量转化效率公式η=(W/Q)×100%,代入有用能量和总能量(太阳光辐射的能量)即可求出转化效率。
【解析】
化学
解:1. 计算与太阳光辐射能量相当的煤的质量
根据燃料完全燃烧放热公式 $ Q = mq $(其中$ Q $为燃料完全燃烧放出的热量,$ m $为燃料质量,$ q $为燃料热值),已知$ Q = 2.7×10^7\ \mathrm{J} $,$ q = 3.0×10^7\ \mathrm{J/kg} $,变形可得:
$ m = \frac{Q}{q} = \frac{2.7×10^7\ \mathrm{J}}{3.0×10^7\ \mathrm{J/kg}} = 0.9\ \mathrm{kg} $
2. 计算太阳能路灯的能量转化效率
首先将路灯工作时间单位换算为秒:$ t = 60\ \mathrm{h} = 60×3600\ \mathrm{s} = 2.16×10^5\ \mathrm{s} $
根据电功公式 $ W = Pt $(其中$ P $为功率,$ t $为工作时间),已知$ P = 35\ \mathrm{W} $,可得路灯消耗的有用电能:
$ W = Pt = 35\ \mathrm{W}×2.16×10^5\ \mathrm{s} = 7.56×10^6\ \mathrm{J} $
根据能量转化效率公式 $ \eta = \frac{W}{Q}×100\% $(其中$ W $为转化后利用的有用能量,$ Q $为输入的总能量),代入数据得:
$ \eta = \frac{7.56×10^6\ \mathrm{J}}{2.7×10^7\ \mathrm{J}}×100\% = 28\% $
答:与完全燃烧0.9kg的煤放出的热量相当;该太阳能路灯的能量转化效率是28%。
【答案】
化学;与完全燃烧0.9千克的煤放出的热量相当,该太阳能路灯的能量转化效率是28%。
【知识点】
能量转化形式、燃料放热计算、能量转化效率计算
【点评】
本题结合太阳能路灯的实际应用,考查了能量转化形式、燃料完全燃烧放热公式以及能量转化效率的计算,涉及热学和电学的基础公式应用,解题时需注意单位的统一(如时间单位换算为秒),熟练掌握基本公式是解题关键。
【难度系数】
0.6