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    某太阳能热水器，它的水箱容量为160L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为50%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1000W．如果将整箱水的温度从30℃加热到80℃，需要阳光照射5h，那么：
    （1）一箱水需要吸收的热量是多少？
    （2）这些热量相当于完全燃烧多少千克煤气所放出的热量？[煤气的热值为4.2×107J/kg]
    （3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：4.2×103J/（kg?℃）]．
    分析：（1）利用密度公式m=ρV先计算出水的质量m，然后再利用热量的计算公式Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量；
    （2）根据题意可知煤气完全燃烧放出的热量和水吸收的热量相等，根据Q放=mq求出所需煤气的质量；
    （3）利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；然后再利用功率的公式P=
    W
    t
    计算出1m2所接受的热量，最后计算出热水器上集热器的面积S．
    解答：解：（1）由ρ=
    m
    V
    可得，水的质量：
    m=ρV=1.0×103kg/m3×160×10-3m3=160kg，
    水吸收的热量：
    Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×160kg×（80℃-30℃）=3.36×107J；
    （2）根据题意可知：
    Q放=Q吸=3.36×107J，
    ∵Q放=mq，
    ∴这些热量相当于完全燃烧煤气所需的质量：
    m煤气=
    Q放
    q
    =
    3.36×107J
    4.2×107J/kg
    =0.8kg；
    （3）这台太阳能热水器获得的辐射功率：
    P太=S×1000W/m2，
    由P=
    W
    t
    可得，太阳照射5h获得的太阳能：
    W总=P太t=S×1000W/m2×5×3600s；
    由η=
    W有
    W总
    ×100%可得：
    Q吸=W有=W总×50%=S×1000W/m2×5×3600s×50%；
    热水器集热器面积：
    S=
    Q吸
    1000W/m2×5×3600s×50%
    =
    3.36×107J
    1000W/m2×5×3600s×50%
    ≈3.73m2．
    答：（1）一箱水需要吸收的热量是3.36×107J；
    （2）这些热量相当于完全燃烧0.8kg煤气所放出的热量；
    （3）热水器上集热器的面积至少要3.73m2．
    点评：本题考查了关于对太阳能热水器的原理的理解以及相关的热量计算，计算过程中注意单位的换算1L=1dm3．
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    年级 高中课程 年级 初中课程
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    22、太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：

    若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收的热量是
    1.26×107
    J；使用太阳能的优点是
    节能、环保、安全

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    某校自制一个太阳能热水器，它的反射面的有效面积是2.5m2，太阳光对此镜面辐射的能量平均每小时为2.5×106J/m2，如果整个装置的效率是52%，那么这个热水器每小时可把多少千克15℃的水加热到60℃？

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    （2005?山西）太阳能热水器具有安全、节能、经济、环保等优点，它是把太阳能转化为
    内能
    内能
    的设备．某太阳能热水器装有80㎏的水，经过一天太阳的照射，水箱内水的温度从20℃升高到80℃，则水箱内的水至少吸收的热量是
    2.016×107
    2.016×107
    J．

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    科目：初中物理 来源： 题型：

    太阳能是人类能源的宝库，太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热．下面是某太阳能热水器铭牌上的一组技术参数：
    型  号 容积/L 集热管采光面积/m2 吸热功率/W 水温/℃
    A821-1.8m 200 2.90 1200～2500 40～98
    其中“吸热功率”是指：在阳光照射下，集热管每秒钟吸收太阳辐射的能量（热量）．[不计热量散失，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
    （1）若此热水器中装满20℃的冷水，要使水温升高30℃，需吸收多少热量？若这些热量靠燃烧天然气获得，则至少需要燃烧多少热值为8.4×107J/m3的天然气．
    （2）为了解决冬天光照不足的问题，该太阳能热水器需要加装电加热装置，接在家庭电路中．如果装满20℃的冷水后，需要在半个小时内只用电热丝加热到30℃，那么电热丝的电阻应该选多大？

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