Question

某太陽(yáng)能熱水器接收太陽(yáng)能的有效面積為0.9m²，平均每分鐘能接收到太陽(yáng)能2.1×10⁶J，其中有80%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，如果太陽(yáng)照射1小時(shí)，可以把多少升25℃的水升溫到50℃？

Answer 1

分析：太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)輻射的光能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，來(lái)提高水的溫度．
（1）根據(jù)平均每分鐘能接收到太陽(yáng)能2.1×10⁶J，計(jì)算出1小時(shí)內(nèi)熱水器接收到的太陽(yáng)能；太陽(yáng)能不是全部被水吸收，只有80%被吸收，所以需要利用熱效率的公式對(duì)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的一部分進(jìn)行計(jì)算．
（2）知道水的初溫t₀和末溫t，根據(jù)熱量公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水的質(zhì)量，再根據(jù)公式V=

m

ρ

計(jì)算出水的體積．

解答：解：
（1）熱水器平均每分鐘能接收到太陽(yáng)能2.1×10⁶J，其中有80%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能被水吸收，
1小時(shí)內(nèi)水吸收的熱量：
Q_吸=2.1×10⁶J×60×80%=1.008×10⁸J，
根據(jù)公式Q_吸=cm（t-t₀）可得
水的質(zhì)量：
m=

Q吸

c(t-t0)

=

1.008×108J

4.2×103J/(kg?℃)×(50℃-25℃)

=960kg，
水的體積：
V=

m

ρ

=

960kg

1×103kg/m3

=0.96m³=960dm³=960L．
答：可以把960升25℃的水升溫到50℃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了密度公式和吸熱公式的應(yīng)用，以及熱效率的計(jì)算，涉及到的知識(shí)較多，屬于難題．