Question

華楊1658系列太陽能熱水器的數據如下

真空管直徑×長度（mm）	58×1600	規格（支管）	15
外型尺寸（mm）	1632×1340×1575	保溫層（mm）	60
水箱容積（L）	120	采光面積（m2）	1.6

（1）已知我市向著陽光的地方每平方米的面積在1h內得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J．若每天接收太陽能的時間以8h計算．熱水器能把接收到的太陽能的50%轉變成水的內能．則正常情況下一天內該熱水器一箱水溫度能升高多少攝氏度？[已知c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
（2）如果換用一臺標有“220V 1500W”的電熱水器在額定電壓下工作，把同樣的一箱水加熱升高相同的溫度需要多長時間？

Answer 1

（1）水箱內水的體積：
V=120L=120×10^-3m³，
水箱內水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×120×10^-3m³=120kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=3×10⁶J/（m²?h）×8h×1.6m²×50%=1.92×10⁷J，
∵Q_吸=cm△t，
∴△t=

Q吸

cm

=

1.92×107J

4.2×103J/(kg?℃)×120kg

=38℃，
（2）∵電熱水器在額定電壓下工作，
∴P=P_額=1500W，
由題知，W=Pt=Q_吸，
∴t=

W

P

=

Q吸

P

=

1.92×107J

1500W

=12800s．
答：（1）一天內該熱水器一箱水溫度能升高38℃；
（2）把同樣的一箱水加熱升高相同的溫度需要12800s．