Question

用太陽能熱水器（如圖所示）代替傳統的煤氣或電熱水器可以更好的節約能源．圖中小芳經過實驗發現自己家里的太陽能熱水器的吸熱功率為2000W，在8個小時內將儲水器中的水溫從20℃加熱至80℃，而的儲水器的容積是200升．根據小芳的觀測數據，請完成：
①儲水器中裝滿水時，水的質量是________kg；
②儲水器中的水吸收的熱量是________J；
③集熱器8個小時吸收的太陽輻射給它的熱量是________J；
④這臺太陽能熱水器的工作效率是________．

Answer 1

200    5.04×10⁷     5.76×10⁷     87.5%
分析：（1）知道儲水器的容積（裝滿水水體積），利用密度公式求水的質量；
（2）求出了水的質量，知道水的初溫和末溫，利用吸熱公式求水吸收的熱量；
（3）知道太陽能熱水器的吸熱功率和時間，利用Q=W=Pt求集熱器8個小時吸收的太陽輻射給它的熱量；
（4）水吸收的熱量和太陽能吸收的太陽輻射熱的比值就是太陽能熱水器的工作效率．
解答：
（1）水的質量：
m=ρV=1×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg，
（2）水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（80℃-20℃）
=5.04×10⁷J；
（3）集熱器8個小時吸收的太陽輻射給它的熱量：
Q=W=Pt=2000W×8×3600s=5.76×10⁷J；
（4）太陽能熱水器的工作效率：
η===87.5%．
故答案為：（1）200；（2）5.04×10⁷ ；（3）5.76×10⁷ ；（4）87.5%．
點評：本題考查了學生對密度公式、吸熱公式、功率公式、效率公式的掌握和運用，雖知識點多，但都屬于基礎，難度不大．