Question

（2013?杭州）某研究小組為測量垂直于太陽光的面積為1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能，用自制太陽能熱水器做實驗．經多次試驗得到自制太陽能熱水器吸收太陽能的效率為50%．控制太陽能熱水器接受太陽光垂直照射的面積始終是2米²，太陽能熱水器內的水的質量為100千克，水的初溫為20℃，經8750s時間后上升到45℃【c_水=4.2×10³J/（kg?℃）】．請計算：
（1）在上述過程中太陽能熱水器內的水吸收熱量是多少焦耳？
（2）垂直于太陽光的1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能是多少焦耳？

Answer 1

分析：（1）已知水的質量與初末溫度，由熱量公式可以求出水所吸收的熱量．
（2）根據吸收效率求出總的太陽能，水吸收的熱量處于受光面積與光照時間，可以求出1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能．

解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q=cm△t=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×10⁷J；
（2）Q_光=

Q

η

=

1.05×107J

50%

=2.1×10⁷J，
垂直于太陽光的1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能：

Q光

St

=

2.1×107J

2m2×8750s

=1200J/（m²?s）；
答：（1）太陽能熱水器內的水吸收熱量是1.05×10⁷J焦耳．
（2）垂直于太陽光的1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能是1200J焦耳．

點評：本題考查了求水吸收的熱量、單位時間單位面積上的太陽能，應用熱量公式即可正確解題．