Question

10．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是宝宝家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：

太阳照射时间/h	装水量/kg	吸热板面积/m2	水升高的温度/℃	太阳辐射功率J/（m2．h）
10	50	2	70	1.68×106

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能．求：
（1）水在10h内吸收的热量[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（2）太阳能热水器在10h内吸收的热量．
（3）太阳能热水器的能量转化效率．

Answer 1

分析 （1）由表中数据知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；
（2）由太阳辐射功率知道1h内投射到1m²面积上的太阳能，据此求出10h吸收的太阳能（总能量）；
（3）利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率．

解答 解：（1）水吸收的热量（有用能量）：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×70℃=1.47×10⁷J；
（2）10h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：
Q_总=1.68×10⁶J/（m²•h）×2m²×10h=3.36×10⁷J；
（3）效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{太阳}}$×100%=$\frac{1.47×1{0}^{7}J}{3.36×1{0}^{7}J}$×100%=43.75%．
答：（1）水在10h内吸收的热量为1.47×10⁷J．
（2）太阳能热水器在10h内吸收的热量为3.36×10⁷J．
（3）太阳能热水器的能量转化效率为43.75%．

点评 本题考查了学生对吸热公式、效率公式的掌握和运用，本题关键能从题目提供的表格中得到相关信息．