Question

小明家住一座七层宿舍楼的五楼，每层楼高为，他家在楼顶上安装了一台电辅助式太阳能热水器，接收太阳能总有效面积，能把接收的太阳能的50％转变化为水的内能。求：

⑴ 假设小明家水管口距离五楼地面上的高度为，热水器水箱离七楼顶面的高度也为，将的水从小明家压到楼顶的水箱，应至少做功多少？

⑵ 天气晴朗时，若每平方米的面积上在1小时内得到太阳辐射能平均为，这台热水器每天能将初温为20℃，质量为的水加热到多少度？（每天接收太阳能的时间以10小时计算，水的比热容℃）。

Answer 1

答案：（1）W=mgh =100 kg×10 N/kg×（2 m+2×3 m+1 m）=9×103 J 　　
      （2）太阳能热水器每天接收的太阳辐射能为：
        Q=2.8×106 J/（m2·h）×1.2 m2×10 h=3.36×107 J 　　
        水吸收的热量为：　　
        Q吸=Qη=3.36×107 J×50%=1.68×107 J 　　
        又有Ｑ吸=cm（t－t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（t－20 ℃）=1.68×107 J 　　
        可得t=60 ℃