Question

10．简易太阳能热水器内装80L水，集热管受光面积1.2m²，太阳每分钟辐射到1m²面积上的热量是4.2×10⁴/（m²•min），如果60%的热量被水吸收，问：水晒5h后水温升高多少摄氏度？（水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃））

Answer 1

分析 已知太阳每分钟辐射到1m²面积上的热量，可以计算出太阳能热水器5h得到太阳的辐射热量Q，已知60%的热量被水吸收，从而可利用公式Q_吸=Qη求出水吸收的热量，已知水的质量和比热容，应用热量公式求出水升高的温度．

解答 解：太阳每分钟辐射到1m²面积上的热量是4.2×10⁶J，
太阳能热水器5h得到太阳的辐射热量为：
Q=1.2m²×5×60min×4.2×10⁴J/（m²•min）=1.512×10⁷J，
水吸收的热量：Q_吸=Qη=1.512×10⁷J×60%=9.072×10⁶J，
由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的质量：m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
由Q=mc△t可知，水升高的温度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{mc}$=$\frac{9.072×1{0}^{6}J}{80kg×4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）}$=27℃，
答：水晒5h后水温升高27摄氏度．

点评 本题目考查的是关于热量的基本应用，只要学生将基础知识掌握扎实，题目不难解出．