Question

小明家买了一台太阳能热水器，其铭牌如下：

容积（V）　　　　　　　 200L

集热面积（S）　　　　　 1.5m2

效率（η）　　　　　　　　40%

使用年限（Y）　　　　　 15年

查阅资料后，小明得知，黄石地区当太阳光照射地面时1m²地面上在1s内平均得到1.0×10³J的太阳辐射能．
（1）若小明家每天要用200kg热水，用这个热水器把这些水从25℃加热到45℃需要吸收多少热量？
（2）在太阳光照射的情况下，提供这些热量，需要多长时间？

Answer 1

解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³×200kg×（45℃-25℃）=1.68×10⁷J；
（2）由题知，Q_吸=1.0×10³J/（m²?s）×1.5m²×t×η，
t=
=2.8×10⁴s．
答：（1）水需要吸收1.68×10⁷J的热量；
（2）在太阳光照射的情况下，提供这些热量，需要2.8×10⁴s．
分析：（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式Q_吸=cm（t-t₀）可求出水吸收的热量；
（2）知道太阳能热水器1m²地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×10³J，太阳能热水器的效率40%，据此求出加热时间．
点评：本题考查了热量的计算，要注意审题，从题干和说明书中得出相关信息并利用好是本题的关键．