Question

有一種電能輔助式太陽能熱水器，晴天時它接收太陽能的真空鍍膜管的總有效面積約為1.2m²，能將接收的太陽能的40％轉化為水的內能；陰雨天時用電加熱，電熱管上標有“220V 1500W”。

⑴晴天時，用太陽能加熱，每年6、7月份某地區向著陽光的地方平均1m²的面積在1h內得到4.2×10⁶J的太陽能，如果每天接收太陽能的時間以10h計算，可以將100kg、初溫為20℃的水加熱到多少攝氏度?[水的比熱容c=4.2×10³J／(kg?℃)]

⑵陰雨天時需用電加熱，如果所消耗的電能全部轉化為水的內能，熱水器在額定電壓下工作時，將上述同樣質量、初溫的水加熱到同樣的溫度需多長時間?

Answer 1

解：(1)由題意可知：

Q_吸＝4.2×10⁶J／(m²?h) ×1.2m²×10h×40％=2.016×10⁷J

由公式Q_吸＝cm（t－t₀）得將100kg、初溫為20℃的水加熱到得溫度

   

(2) W=Q_吸＝2.016×10⁷J

    由公式得將這些水加熱到同樣的溫度需要的時間