Question

如圖是太陽(yáng)能熱水器的裝置圖．它主要由太陽(yáng)能吸熱板和補(bǔ)水箱等組成，它利用水的對(duì)流與循環(huán)把水加熱．補(bǔ)水箱內(nèi)裝40kg水，如果每分鐘吸收太陽(yáng)輻射的能量為8.4×10⁴J，其中60%被水吸收．求：
（1）請(qǐng)說(shuō)出太陽(yáng)能熱水器的工作原理．
（2）將補(bǔ)水箱里20℃的水經(jīng)吸熱板加熱1小時(shí)水溫為多少度？〔C_水=4.2×10³J/（kg．℃）〕
（3）若改用電熱器加熱，需耗電多少度？（不計(jì)熱量損失）

Answer 1

【答案】分析：太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)輻射的光能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，來(lái)提高水的溫度．
太陽(yáng)能不是全部被水吸收，只有60%被吸收，所以需要利用機(jī)械效率的公式對(duì)有用功進(jìn)行計(jì)算．
根據(jù)熱量公式Q_太=cm△t，對(duì)水升高溫度進(jìn)行計(jì)算，注意求出水的末溫．
如果用電熱器加熱，需要利用單位換算進(jìn)行判斷．
1kW?h=3.6×10⁶J
解答：解：（1）利用太陽(yáng)輻射的能量和水的對(duì)流與循環(huán)把水加熱
（2）Q_太=8.4×10⁴J×60min=5.04×10⁶J
Q_吸=60%Q_太=5.04×10⁶×0.6=3.024×10⁶J
由Q_吸=cm（t-t），得：
t=+20℃=38℃
（3）Q_電=Q_吸=3.024×10⁶J≈0.84kW?h
故答案為：
（1）利用太陽(yáng)輻射的能量和水的對(duì)流與循環(huán)把水加熱；
（2）38℃；
（3）0.84kW?h．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)生活中能量轉(zhuǎn)化的理解，同時(shí)要求掌握熱量公式的計(jì)算和電能單位的換算．