Question

【題目】太陽能是一種廉價的清潔能源，開發和利用的前景十分廣闊。從有關資料獲悉，在地面地表晴天時垂直于陽光表面接受到的熱輻射功率為p0＝1.2×103J／（m2·s）（太陽每秒輻射到1m2面積上的熱量為1.2×103J）。有一臺型號為100SN45－58的太陽能熱水器，參數如下表，可將接收到的熱輻射40％用來升高水溫。晴天曬了1h，求：

（1）該熱水器在1h接收到的熱輻射是多少焦耳？

（2）水箱中質量為50kg的冷水溫度最多能升高多少？

（3）若用煤氣來提供這些熱量，需要完全燃燒多少煤氣？（不計熱量損失，q煤氣＝4.2×107J／kg）

Answer 1

【答案】（1）9.072×106J；（2）17.28℃；（3）86.4g

【解析】

(1)太陽能熱水器1h接收的太陽輻射能為： Q＝1.2×103J/(m2s)×2.1m2×3600s＝9.072×106J，

(2)水吸收的熱量為： Q吸＝Qη＝9.072×106J×40%＝3.6288×106J，由Q吸＝cm△t得水箱中50kg水的溫度能升高的溫度：△t＝ ＝17.28℃； (3)由題知,Q放＝Q吸＝3.6288×106J，由Q放＝mq得需要完全燃燒煤氣的質量： m煤氣＝＝0.0864kg＝86.4g，