Question

2010年上海世博會(huì)通過(guò)大面積推廣應(yīng)用太陽(yáng)能等以低能耗、低污染、低排放為特點(diǎn)的綠色環(huán)保技術(shù)，來(lái)體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題。

如圖21所示的太陽(yáng)能熱水器，它的水箱容量為120L，熱水器上的集熱器對(duì)太陽(yáng)能的利用效率為40%，在與陽(yáng)光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽(yáng)輻射功率約為P=1400W。如果將整箱水的溫度從20℃加熱到70℃，需要陽(yáng)光照射5h，那么：

�。�1）一箱水需要吸收的熱量是多少？

�。�2）熱水器上集熱器的面積至少要多大？   �。鬯�的比熱容是：4.2×10³J/(kg·℃)］

 

Answer 1

【答案】

（1）2. 52×10⁴ J（2）2. 5m²

【解析】

試題分析：解：（1）由ρ＝m/V得：

m＝ρV_水＝1×10³kg/m³×0.12m³＝120 kg　

水吸收的熱量：

Q_水吸＝cm(t₂－t₁) 　

＝4.2×10³J/( kg·℃)×120 kg×(70℃－20℃)

＝2. 52×10⁴ J　

（2）這臺(tái)太陽(yáng)能熱水器獲得的輻射功率：P_太＝S×1.4kW/m²

由： P＝W/t 可得：

太陽(yáng)照射5h獲得的太陽(yáng)能：W_熱＝P_太t＝S×1.4kW/m²×5h　

由：η＝W_有/W_熱　可得：

Q_水吸＝W_有＝S×1.4kW/m²×5h×40%　

　　　　　　　　熱水器集熱器面積：

S＝Q_水吸/（1.4kW/m²×5h×40%）

＝2. 5m²

考點(diǎn)：此題考查的是熱量的計(jì)算。

點(diǎn)評(píng)：在此題中先質(zhì)量的計(jì)算公式求出水的質(zhì)量，再利用公式Q_水吸＝cm(t₂－t₁)求出一箱水需要吸收的熱量。最后運(yùn)用每平方米得到的太陽(yáng)輻射功率計(jì)算熱水器上集熱器的面積至少要多大。