Question

18．華揚1870系列太剛能熱水器的數(shù)據(jù)如表：已知我市向著陽光的地方每平方米的面積在1h內(nèi)得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J  

真空管的直徑長度（mm）	70×1800	規(guī)格（支管）	15
外型尺寸（mm）	1840×1597×1766	保溫層（mm）	60
水箱容量（L）	150	采光面積（m）	2.0

（1）根據(jù)參數(shù)貯水箱中水的質(zhì)量是多少？
（2）若每天接收太陽能的時間以8h計算，每天接收到的太陽能是多少？
（3）若熱水器能把接收到的太陽能的50%轉(zhuǎn)變成水的內(nèi)能，則正常情況下一天內(nèi)該熱水器能把初溫為20^°C的一箱水加熱到多少攝氏度？

Answer 1

分析 （1）由水箱容量可知水的體積，根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量；
（2）根據(jù)每平方米的面積在1h內(nèi)得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J求出每天接收到的太陽能；
（3）根據(jù)效率公式求出水吸收的熱量，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水的末溫．

解答 解：（1）貯水箱中水的體積：
V=150L=150dm³=0.15m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，貯水箱中盛有水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.15m³=150kg；
（2）每天接收到的太陽能：
E=2.0m²×3×10⁶J/（m²•h）×8h=4.8×10⁷J；
（3）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%可得，水吸收的熱量：
Q_吸=ηE=50%×4.8×10⁷J=2.4×10⁷J，
由Q_吸=cm（t-t₀）可得，水的末溫：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×150kg}$+20℃≈57.9℃．
答：（1）貯水箱中水的質(zhì)量是150kg；
（2）每天接收到的太陽能是4.8×10⁷J；
（3）正常情況下一天內(nèi)該熱水器能把初溫為20^°C的一箱水加熱到57.9℃．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式和吸熱公式Q_吸=cm△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．