Question

3．太陽能是人類能源的寶庫，太陽能集熱器是直接利用太陽能的一種裝置，它可以利用太陽能把水加熱，下面是某太陽能熱水器銘牌上的一組技術參數：

型號	真空管/mm 直徑×長度	容積/L	集熱管采光面積/m2	吸熱功率/W	水溫/℃
A821--1.8m	∅58×1800	200	2.90	1200-2500	40-98

其中“吸熱功率”是指：在陽光照射下，集熱管每秒鐘吸收太陽輻射的能量（熱量）．若此熱水器中裝滿20℃的水，要使水溫升高30℃，需要吸收的熱量是2.52×10⁷J；若按最大吸熱功率計算，加熱這些水需要的時間是2.8h．（不計熱量散失）

Answer 1

分析 先由密度公式計算水的質量，再根據熱量的計算公式為Q=cm△t，從而計算出水溫度升高需吸收的熱量；太陽能熱水器所釋放的熱量Q=W=Pt．則需要的時間可以計算出．

解答 解：
由表格數據可知，熱水器中裝滿20℃的水進：V=200L=0.2m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得水的質量：
m_水=ρ_水V_水=1×10³kg/m³×0.2m³=200kg，
所以水吸收的熱量：
Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg•℃）×200kg×30℃=2.52×10⁷J，
已知太陽的吸熱功率最大可到2500W，
此時的W即為水吸收的熱量，即Q=W=2.52×10⁷J，
則根據W=Pt，加熱這些水需要的時間：
t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{2500W}$=10080s=2.8h．
故答案為：2.52×10⁷；2.8．

點評 本題以太陽能熱水器為素材，主要考查了密度、熱量和功率公式的應用，計算中要注意物理量單位的統一．