Question

12．有一款太陽(yáng)能熱水器最多能裝80kg的水．將它安裝在陽(yáng)光充足的水平臺(tái)面上，并送滿水．鎮(zhèn)江地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為2.8×10⁶J．若該熱水器接受太陽(yáng)能的有效面積為1.5m²，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，求：[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓]
（1）它一天中接收的太陽(yáng)能（E）約為多少？
（2）若這些太陽(yáng)能有60%被熱水器中的水吸收，則可使熱水器中初溫為20℃的水溫度升高多少？

Answer 1

分析 （1）平均每平方米的面積上、每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為2.8×10⁶J，據(jù)此求出太陽(yáng)能熱水器一天中接收的太陽(yáng)能；
（2）根據(jù)η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出水吸收的熱量，又知道水的質(zhì)量和比熱容，根據(jù)Q_吸=cm△t求出水升高的溫度．

解答 解：（1）太陽(yáng)能熱水器一天中接收的太陽(yáng)能：
E=2.8×10⁶J/（m²•h）×1.5m²×8h=3.36×10⁷J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%可得，水吸收的熱量：
Q_吸=ηE=60%×3.36×10⁷J=2.016×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水升高的溫度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=60℃．
答：（1）它一天中接收的太陽(yáng)能約為3.36×10⁷J；
（2）若這些太陽(yáng)能有60%被熱水器中的水吸收，則可使熱水器中初溫為20℃的水溫度升高60℃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了吸收太陽(yáng)能和效率公式、吸熱公式的應(yīng)用，是一道較為簡(jiǎn)單的計(jì)算題．