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太阳向地球表面每平方米辐射光能的功率是1.4 kW,今要用凹面镜制成的太阳灶烧水,并要使初温为20℃,质量为5 kg的水在1 200 s内沸腾,则太阳灶中凹面镜受光照面积的直径至少应该是多少?(设太阳灶的总效率为50%)

解析:设凹面镜的直径为d,在t=1 200 s内太阳辐射到凹面镜的能量

E=Pt·S=×3.14d2×1 400×1 200=1.318 8×106d2

根据能量守恒可知:50%E=cmΔt

1.318 8×106d2×50%=4.2×103×5×(100-20)

解得d=1.6 m

答案:1.6 m

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