Question

已知某太陽能熱水器的數據如下表：

真空管直徑×長度	70mm×1800mm	規格/支管	15
外形尺寸	1840mm×1597mm×1765mm	保溫層/mm	60
水箱容量/L	150	采光面積/m2	2.1

已知我市向著陽光的地方每平方的面積在1h內得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J．若每天接受太陽能的時間以8h計算，正常情況下一天內該熱水器能把初溫為20℃的一箱水加熱到60℃，則：
（1）水箱內的水共吸收多少熱量？
（2）該熱水器的效率多大？

Answer 1

分析：（1）從表中知道熱水器的容積，利用密度公式求出水的質量，又知道水溫的變化和水的比熱容，利用吸熱公式Q_吸=cm△t計算水吸收的熱量．
（2）已知每平方米的面積在1h內得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J，從而可以計算出采光面積為2.1m²的太陽能熱水器8h得到的太陽輻射能，可利用公式η=

Q吸

Q

計算熱水器的效率．

解答：解：
（1）∵v=150L=150×10^-3m³=0.15m³，ρ=1×10³kg/m³，
∴水的質量為：
m=ρv=1×10³kg/m³×0.15m³=150kg，
又∵c=4.2×10³J/（kg?℃），△t=t-t₀=60℃-20℃=40℃，
∴水吸收的熱量為：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×150kg×40℃=2.52×10⁷J．
（2）∵每平方米的面積在1h內得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J，
∴采光面積為2.1m²的太陽能熱水器8h得到的太陽輻射能為：
Q=3×10⁶J/（h?m²）×2.1m²×8h=5.04×10⁷J，
則熱水器的效率為：η=

Q吸

Q

=

2.52×107J

5.04×107J

=50%．
答：（1）水箱內的水共吸收2.52×10⁷J的熱量．
（2）熱水器的效率為50%．

點評：本題考查了密度公式和吸熱公式的應用，以及熱效率的計算，能從提供的表格中搜集到有用信息是本題的關鍵．