太陽(yáng)能熱水器是通過(guò)吸熱板完成把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的裝置.某學(xué)校興趣小組對(duì)投射到地面上的太陽(yáng)輻射功率進(jìn)行了一次估測(cè)(太陽(yáng)的輻射功率是指單位時(shí)間內(nèi)投射到地面上的太陽(yáng)輻射能).他們測(cè)得小明家太陽(yáng)能熱水器的吸熱板面積是2.5m2.水箱里水的質(zhì)量是200kg,并測(cè)得太陽(yáng)光正對(duì)吸熱板照射875s,水箱里的水溫升高了1℃.若太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率是60%,請(qǐng)你計(jì)算:
(1)在此時(shí)間內(nèi),水箱里的水吸收的熱量;
(2)投射到每平方米吸熱上的太陽(yáng)輻射功率[c=4.2×103J/(kg?℃)].
分析:(1)知道水箱內(nèi)水的質(zhì)量、水的密度、水溫度的變化,利用吸熱公式求水箱內(nèi)水吸收的熱量;
(2)知道太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的效率和水箱內(nèi)水吸收的熱量,利用效率公式可以求吸收的太陽(yáng)能;又知道太陽(yáng)光照射時(shí)間,可求吸熱板上太陽(yáng)的輻射功率,進(jìn)一步求每平方米吸熱板上的太陽(yáng)輻射功率得出答案.
解答:解:(1)Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×200kg×1℃=8.4×105J
(2)吸收太陽(yáng)能:
W=
Q
η

吸熱板上太陽(yáng)的輻射功率:
P=
W
t
=
Q
ηt
;
每平方米吸熱板上的太陽(yáng)輻射功率:
P′ =
P
2.5
=
Q
ηt×2.5
=
8.4×105J
60%×875s×2.5
=640W

答:(1)在此時(shí)間內(nèi),水箱里的水吸收的熱量是8.4×105J;
(2)投射到每平方米吸熱上的太陽(yáng)輻射功率為640W.
點(diǎn)評(píng):本題考查學(xué)生對(duì)熱量公式的掌握和運(yùn)用、能夠利用效率的計(jì)算、功率的計(jì)算,涉及到的物理量多、公式多,屬于難題.
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太陽(yáng)能熱水器是通過(guò)吸熱板,完成把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的裝置.某太陽(yáng)能熱水器的效率是60%,它的吸板面積是2.5 m2,水箱里水的質(zhì)量是200kg.當(dāng)太陽(yáng)光正對(duì)吸熱板照射875s后,水箱里的水溫度升高1℃.

(1)

在這段時(shí)間內(nèi),水箱里的水吸收的熱量.

(2)

投射到吸收板上的太陽(yáng)輻射功率.

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(1)一箱水需要吸器收的熱量是多少? 
(2)熱水器上集熱的面積至少要多大?[水的比熱容是:4.2×103J/(kg·℃)]

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