Question

太陽能熱水器（如圖）現(xiàn)在越來越受到很多人青睞，利用太陽能生產(chǎn)熱水，沒有環(huán)境污染問題，是最干凈的能源，與燃?xì)夂碗姛崴�器相比，不見火、不見電，安全系�?shù)最高，節(jié)能環(huán)保，不占用室內(nèi)空間．
實際上太陽能熱水器是一個光熱轉(zhuǎn)換器，但有區(qū)別于傳統(tǒng)的自然利用，如晾曬、采光．真空管（如圖）是太陽能熱水器的核心，它的結(jié)構(gòu)如同一個拉長的暖瓶膽，內(nèi)外層之間為真空．在內(nèi)玻璃管的表面上利用特種工藝涂有光譜選擇性吸收涂層，用來最大限度的吸收太陽輻射能．水吸熱后，水溫升高，密度減小，熱水向上運動，而比重大的冷水下降．熱水始終位于上部，即水箱中．太陽能熱水器中熱水的升溫情況與外界溫度關(guān)系不大，主要取決于光照．當(dāng)打開廚房或洗浴間的任何一個水龍頭時，熱水器內(nèi)的熱水便依靠自然落差流出，落差越大，水壓越高．

（1）太陽能熱水器應(yīng)用到了哪些物理知識（至少說出兩點）．
（2）請你：①從能源和可持續(xù)發(fā)展的角度，說出提倡開發(fā)利用太陽能的兩點主要理由；②你覺得當(dāng)前在利用太陽能方面還有一些什么困難．

Answer 1

分析：（1）①太陽能熱水器是將太陽輻射的光能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，來提高水的溫度．
②太陽能熱水器吸熱管外層是透明玻璃內(nèi)表面涂黑，可從不同色光的吸熱能力角度進(jìn)行分析．
③貯水器總比吸熱管的位置高，是利用水的密度會隨溫度而變化的特點，這樣可循環(huán)加熱；
（2）太陽能是一種清潔、無污染、可再生能源，它能量豐富，取之不盡用之不竭，是一種新型的能源，越來越被廣泛利用．

解答：答（1）①太陽能熱水器就是可以把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置；
②太陽能熱水器的集熱管內(nèi)壁的顏色是黑色的，可以吸收各種顏色的光，所以能量轉(zhuǎn)化率較高，水的溫度升高很快；
③因為水的密度和水的溫度有關(guān)，水的溫度越高密度越小，吸熱管中的水溫高密度小，貯水器中的水溫較低密度大，這樣在重力的作用下就會促使貯水器中的水向下流入吸熱管，吸熱管中的水上升進(jìn)入貯水器，達(dá)到循環(huán)加熱的目的；
（2）使用太陽能潔凈、無污染，同時太陽能分布廣，在地球的各個角落幾乎都可以利用，太陽能量極其豐富，相對于人類來講，可以認(rèn)為是取之不竭的．優(yōu)點是：①節(jié)約能源．②無污染．       
缺點：①安裝費用高，安裝環(huán)境要求高．②利用效率比較低；

點評：太陽能熱水器是人類直接利用太陽能的典型實例，目前使用廣泛，效果明顯，值得我們了解．而太陽能的大力開發(fā)也是因為它具有很多其他能量所不具備的優(yōu)點，也是我們應(yīng)該了解的．