Question

自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%，已知在地球表面，晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射为1.26×10³J/（m²?s），如果晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m²，计算要使水温上升30℃，需要多长时间？

Answer 1

解：水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×30℃=5.04×10⁶J；
由题知，Q_吸=1.26×10³J/（m²?s）×1.5m²×t×50%，
所需时间：
t==≈5333s．
答：要使水温上升30℃，需要5333s．
分析：知道水的质量、水的比热容和水温度的升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
知道1s内单位面积上接收到的热量、接收阳光的面积、接受到的总热量，利用Q_吸=1.26×10³J/（m²?s）×s×t求加热时间t．
点评：本题考查学生对热量公式的掌握和运用，会利用晴天时垂直于太阳光的表面接收到的热辐射是本题的关键