Question

太陽能熱水器有經(jīng)濟、安全、衛(wèi)生、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點．如圖為市面上的一種太陽能熱水器的示意圖，該熱水器的集熱器的有效采光面積為3m²，設(shè)太陽能熱水器的效率為30%，熱水器每平方米面積在每秒鐘內(nèi)接收太陽輻射能量為1.4×10³ J，即P₀=1.4×10³ J/（m²?s）．求：該熱水器在8h內(nèi)能使200L水的溫度升高多少℃？[水的比熱容c=4.2×10³ J/（kg?℃）]．

Answer 1

解：水的體積：
V=200L=0.2m³，
∵ρ=，
∴水的質(zhì)量：
m=ρV=10³kg/m³×0.2m³=200kg，
8h熱水器接收的太陽能：
Q=1.4×10³J/（m²?s）×3m²×8×3600s=1.2096×10⁸J，
供給水的熱量：Q_吸=30%×Q=30%×1.2096×10⁸J=3.6288×10⁷J，
∵Q_吸=cm△t，
∴水升高的溫度：△t===43.2℃．
答：該熱水器在8h內(nèi)能使200L水的溫度升高43.2℃．
分析：從水器水箱內(nèi)水的體積，利用密度公式求水的質(zhì)量；
由題知，每平方米的面積在1s內(nèi)得到的太陽輻射能為1.4×10³J，又知道太陽能熱水器的采光面積，可求太陽能熱水器每天（8h）吸收的太陽能，又知道有30%的太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能被水吸收，可求水吸收的熱量，再根據(jù)Q_吸=cm△t求溫度的升高值．
點評：本題考查了學(xué)生對吸熱公式Q_吸=cm△t的掌握和運用，能從太陽能熱水器得出相關(guān)信息求出每天水吸收的熱量是本題的關(guān)鍵．