Question

劉芳同學制作了一個底面積為1m²的透明玻璃箱，中午測得玻璃箱吸收太陽能的功率為100W，經過太陽100min的照射。則
（1）在這段時間內玻璃箱所吸收太陽的能量是多少?
（2）在玻璃箱內裝有質量為l0kg溫度是20℃的水，若有42％的太陽能被水吸收，這些太陽能可以使玻璃箱內的水溫度升高到多少℃?
（3）若改用熱值為2.1×10⁷J/kg的生物燃油給水加熱，燃油完全燃燒所產生的熱量只有20％被水吸收，要使同樣的水升高相同的溫度至少需要燃燒多少kg的燃油? 若燃油的密度為0.75×10³kg/m³，則這些燃油的體積是多少?

Answer 1

解：由題意分析得，P=100W，t=6000s，m=10kg，t₀=20℃
（1）玻璃箱所吸收的太陽能量Q=Pt=100W×6000s=6×10⁵J；
（2）水吸收的熱量
Q_水=42%Q=42%×6×10⁵J=2.52×10⁵J
據Q=cmΔt 得
水升高到的溫度t=t₀+Δt=20℃+6℃=26℃
（3）由Q_水=qm×20% 得

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