Question

5．小明家里剛剛買了一種品牌太陽能，打開外包裝以后小明發(fā)現(xiàn)如表的數(shù)據(jù)：

真空管直徑X長度（mm）	70X 1800	規(guī)格（支管）	15
外形尺寸（mm）	1840X 1597X1765	保溫層（mm）	60
水箱容量（L）	150	采光面積（m2）	2.1

（1）該太陽能裝滿水后，盛有的水的質(zhì)量是多少？
（2）已知我市向著陽光的地方每平方米的面積在1h內(nèi)得到太陽輻射能平均為3×10⁶J．若每天接收太陽能的時間以8h計算，該熱水器一天可以接收到的多少的太陽能？
（3）熱水器能把接收到的太陽能的50%轉(zhuǎn)變成水的內(nèi)能，該熱水器裝滿水在正常情況下一天內(nèi)能把初溫為20℃的一箱水加熱到多少℃？（已知C_水=4.2×10³J/（Kg•℃））

Answer 1

分析 （1）由密度公式計算太陽能裝滿水后水的質(zhì)量；
（2）每平方米的面積在1h內(nèi)得到的太陽輻射能為3×10⁶J，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；
（3）已知有50%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．

解答 解：
（1）由表格數(shù)據(jù)可知，水箱容量150L，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得裝滿水后水的質(zhì)量；
m=ρV=1.0×10³kg/m³×150×10^-3m³=150kg；
（2）由題知，每平方米的面積在1h內(nèi)得到太陽輻射能平均為3×10⁶J，該太陽能熱水器采光面積2.1m²，
所以一天8小時的時間里可以接收到的太陽能：
E=3×10⁶J/（h•m²）×2.1m²×8h=5.04×10⁷J；
（3）Q_吸=ηE=5.04×10⁷J×50%=2.52×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水升高的溫度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×150kg}$=60℃，
水的末溫為：t=60℃+20℃=80℃．
答：（1）該太陽能裝滿水后，盛有的水的質(zhì)量是150kg；
（2）該熱水器一天可以接收到的太陽能是5.04×10⁷J；
（3）該熱水器裝滿水在正常情況下一天內(nèi)能把初溫為20℃的一箱水加熱到80℃．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式和吸熱公式Q_吸=cm△t的掌握和運用，能從太陽能熱水器的數(shù)據(jù)表格中得出相關(guān)信息求出每天水吸收的熱量是本題的關(guān)鍵．