Question

如圖所示，太陽能集熱器就是直接利用太陽能把水加熱的裝置．太陽能熱水系統(tǒng)主要元件包括集熱板、儲存裝置及循環(huán)管路三部分．假設(shè)家用太陽能熱水器的效率在夏天可達(dá)50%；從太陽能手冊中查到，在地球表面，晴天時(shí)垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為1.26×10³J/m²?s．如果儲水箱內(nèi)的水大約有80kg，集熱板接收陽光垂直照射的面積始終是3m²，請計(jì)算，要使水溫從20℃升高到50℃需要吸收多長熱量？達(dá)到這樣的水溫需要多少時(shí)間？（C_水=4.2×10³J/（kg．℃））

Answer 1

【答案】分析：（1）知道水的質(zhì)量和水升高的溫度值，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（2）再結(jié)合晴天時(shí)垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為1.26×10³J/m²?s和太陽能熱水器的效率計(jì)算所需時(shí)間．
解答：解：（1）Q_吸=cm（t-t）=4.2×10³J/（kg?℃）×80kg×（50℃-20℃）=1.008×10⁷J；
（2）由題知Q_吸=1.26×10³J/（m²?s）×3×t×50%=1.008×10⁷J
∴t=5333.3s=1.48h；
答：要使水溫從20℃升高到50℃需要吸收1.008×10⁷J的熱量，達(dá)到這樣的水溫需要1.48h．
點(diǎn)評：吸收熱量的計(jì)算屬于基礎(chǔ)知識，但結(jié)合晴天時(shí)垂直于陽光的表面接收到的熱輻射和太陽能熱水器的效率計(jì)算所需時(shí)間，有難度．