Question

17．某研究小組為測(cè)量垂直于太陽(yáng)光的面積為1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能，用自制太陽(yáng)能熱水器做實(shí)驗(yàn)．經(jīng)多次試驗(yàn)得到自制太陽(yáng)能熱水器吸收太陽(yáng)能的效率為50%．控制太陽(yáng)能熱水器接受太陽(yáng)光垂直照射的面積始終是2米²，太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水的質(zhì)量為100千克，水的初溫為20℃，經(jīng)8750s時(shí)間后上升到45℃【c_水=4.2×10³）/（kg•℃）】．請(qǐng)計(jì)算：
（1）在上述過(guò)程中太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水吸收熱量是多少焦耳？
（2）太陽(yáng)能熱水器在這段時(shí)間內(nèi)吸收太陽(yáng)的能量是多少？
（3）垂直于太陽(yáng)光的1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能是多少焦耳？

Answer 1

分析 （1）已知水的質(zhì)量與初末溫度，由熱量公式Q_吸=cm△t可以求出水所吸收的熱量．
（2）根據(jù)水吸收的熱量和吸收效率求出吸收太陽(yáng)的能量．
（3）已知總面積、吸熱時(shí)間和吸收的太陽(yáng)能，直接計(jì)算出1m²表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能．

解答 解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×10⁷J；
（2）太陽(yáng)能熱水器吸收的太陽(yáng)能（總能量）：
Q_光=${\frac{{Q}_{吸}}{50%}}_{\;}$=$\frac{1.05×1{0}^{7}J}{50%}$=2.1×10⁷J；
（3）垂直于太陽(yáng)光的1m²表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能：$\frac{{Q}_{光}}{St}$=$\frac{2.1×1{0}^{7}J}{2{m}^{2}×8750s}$=1200J；
答：（1）太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的水吸收熱量是1.05×10⁷J；
（2）太陽(yáng)能熱水器在這段時(shí)間內(nèi)吸收太陽(yáng)的能量是2.1×10⁷J；
（3）垂直于太陽(yáng)光的1m²表面上，每秒鐘接受到的太陽(yáng)能是1200J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求水吸收的熱量、單位時(shí)間單位面積上的太陽(yáng)能，應(yīng)用熱量公式即可正確解題．