2. 太阳能是 21 世纪重点开发利用的能源之一,如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示,某家庭太阳能热水器受到阳光照射时,平均每小时吸收7.0×106 J 的太阳能,若热水器吸收 8 h 的太阳能,可以使质量为 100 kg 的水温度升高 50℃。已知水的比热容$c_{水}= 4.2×103 J/(kg·℃),$天然气的热值q= 3.5×107 J/m3。求：
(1)水吸收的热量。
(2)该太阳能热水器的效率。
(3)若这些水吸收的热量由天然气来提供,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要多少立方米的天然气。

(1)水吸收的热量为：Q吸=c水mΔt=4.2×10³J/(kg·℃)×100kg×50℃=2.1×10⁷J
(2)每天获得的太阳能为：E=7.0×10⁶J/h×8h=5.6×10⁷J 则太阳能热水器的效率：η=Q吸/E×100%=2.1×10⁷J/5.6×10⁷J×100%=37.5%
(3)天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Q吸=2.1×10⁷J 由Q放=Vq可知,需要完全燃烧天然气的体积：V=Q放/q=2.1×10⁷J/3.5×10⁷J/m³=0.6m³

2. 材料的发展经历了十分漫长的时期。大约在5000年前,人类学会了冶炼金属并用其来制造工具。后来在冶炼铜时加入了少量的,人们获得了比纯铜更坚硬、密度更小、强度更高的。以为主发展出的高性能钢铁材料,如今已经成为材料家族的主体。

铜 锡 青铜 铁

3. 根据材料的导电性能,材料可分为、及三大类。导电性能介于导体和绝缘体之间,这种材料叫做。常见的半导体材料有、锗、砷化镓等。半导体元件有许多独特功能,例如二极管具有性,三极管具有电信号的作用。

导体 半导体 绝缘体 半导体 硅 单向导电 放大