Question

如表中是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天时用温度为20℃的水将保温桶充满，假设热水器接收到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

保温桶容积/L		150
采光面积/m2		2.5
水温/℃	夏天	45～90
	冬天	40～60
电热管		220V 2000W

当水温恰好达到最高时，需要

 

太阳能；若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在不计电热管热损失时，需要加热的时间为

 

．

Answer 1

分析：（1）先利用密度公式m=ρV求出水的质量，再根据吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的热量；再根据热水器接收到的太阳的效率计算太阳能热水器吸收的太阳能；
（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，即利用电热管将保温桶里的水温度由20℃升高到90℃时，电热管需加热需多长时间．

解答：解：
（1）保温箱充满水时：
水的质量m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×150×10^-3m³=150kg；
当最好的日光充分照射下，水温达到最高值，t=90℃，
∴Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×150kg×（90℃-20℃）=4.41×10⁷J；
∵太阳能有50%被水吸收；
∴Q_太阳=

Q吸

50%

=

4.41×107J

50%

=8.82×10⁷J；
（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，不计热量损失时；即：Q_吸=Q_电；
又∵Q_电=Pt；
∴t=

Q电

P

=

Q吸

P

=

4.41×107J

2000W

=22050s=6.125h；
故答案为：8.82×10⁷J；6.125h．

点评：本题考查了学生热量的计算和能量的利用率的运用，需注意利用太阳能和电加热的目的一样，是将热水器里的水加热到一定的温度．