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20.用简易太阳晒水箱“晒”水用来淋浴,水箱内有80kg的水,晒水箱面积0.84m2,地球表面接收太阳辐射热为8.0×104J/(min•m2)【每平方米面积上每分钟接收太阳辐射热为8.0×104J】,水箱热效率为50%,在不考虑水散热的情况下,计算出晒水5h水温升高多少?这5h内接收的太阳辐射相当“220V  1000W”的电炉正常工作多长时间?

分析 太阳向地球辐射热量,辐射的热量没有全部被水吸收,吸收了50%,由此计算水吸收的热量,由Q=cm△t求出水的温度变化量;
由Q=W=Pt计算电炉正常工作时间.

解答 解:
由题水箱有效接收的热量:
Q=0.84m2×5×60min×8.0×104J/(min•m2)×50%=1.008×107J,
由Q=cm△t可得,水升高的温度:
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×80kg}$=30℃;
5h内接收的太阳辐射的热为:
Q=0.84m2×5×60min×8.0×104J/(min•m2)=2.016×107J,
由题知Q=W=Pt,所以电炉正常工作时间:
t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{1000W}$=20160s=5.6h.
答:晒水5h水温升高30℃,5h内接收的太阳辐射相当“220V  1000W”的电炉正常工作5.6h.

点评 本题考查了热量计算公式和电热计算公式的应用,明确题意,灵活运用公式即可解题.

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