Question

自制家用太陽能熱水器的效率在夏天可達50%，已知在地球表面，晴天時垂直于太陽光的表面接收到的熱輻射為1.26×10³J/（m²?s），如果曬水箱內有水40kg，曬水箱接收陽光垂直照射的面積始終是1.5m²，計算要使水溫上升30℃，需要多長時間？

Answer 1

解：水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×40kg×30℃=5.04×10⁶J；
由題知，Q_吸=1.26×10³J/（m²?s）×1.5m²×t×50%，
所需時間：
t==≈5333s．
答：要使水溫上升30℃，需要5333s．
分析：知道水的質量、水的比熱容和水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
知道1s內單位面積上接收到的熱量、接收陽光的面積、接受到的總熱量，利用Q_吸=1.26×10³J/（m²?s）×s×t求加熱時間t．
點評：本題考查學生對熱量公式的掌握和運用，會利用晴天時垂直于太陽光的表面接收到的熱輻射是本題的關鍵