Question

12．有一款太阳能热水器最多能装80kg的水．将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．镇江地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J．若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h计算，求：[c_水=4.2×10³J/（kg•℃），气压为1个标准大气压]
（1）它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（2）若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使热水器中初温为20℃的水温度升高多少？

Answer 1

分析 （1）平均每平方米的面积上、每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J，据此求出太阳能热水器一天中接收的太阳能；
（2）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%求出水吸收的热量，又知道水的质量和比热容，根据Q_吸=cm△t求出水升高的温度．

解答 解：（1）太阳能热水器一天中接收的太阳能：
E=2.8×10⁶J/（m²•h）×1.5m²×8h=3.36×10⁷J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%可得，水吸收的热量：
Q_吸=ηE=60%×3.36×10⁷J=2.016×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水升高的温度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=60℃．
答：（1）它一天中接收的太阳能约为3.36×10⁷J；
（2）若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使热水器中初温为20℃的水温度升高60℃．

点评 本题考查了吸收太阳能和效率公式、吸热公式的应用，是一道较为简单的计算题．