Question

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

Answer 1

分析：太陽能熱水器是將太陽輻射的光能轉化為水的內能，來提高水的溫度．
太陽能不是全部被水吸收，只有60%被吸收，所以需要利用機械效率的公式對有用功進行計算．
根據(jù)熱量公式Q_太=cm△t，對水升高溫度進行計算，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行判斷．
1kW?h=3.6×10⁶J

解答：解：（1）利用太陽輻射的能量和水的對流與循環(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-t₀），得：
t=

Q吸

cm

+t0=

3.024×106J

4.2×103J/(kg?℃)×40kg

+20℃=38℃
（3）Q_電=Q_吸=3.024×10⁶J≈0.84kW?h
故答案為：
（1）利用太陽輻射的能量和水的對流與循環(huán)把水加熱；
（2）38℃；
（3）0.84kW?h．

點評：本題考查學生對生活中能量轉化的理解，同時要求掌握熱量公式的計算和電能單位的換算．