Question

【題目】某研究小組為測量垂直于太陽光的面積為1 m2表面上，每秒鐘接收到的太陽能，用自制太陽能熱水器做實驗。經多次實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收太陽光垂直照射的面積始終是2 m2，太陽能熱水器內的水的質量為100 kg，水的初溫為20 ℃，經8750 s時間后上升到45 ℃[c水＝4.2×103 J/(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 m2表面上，每秒鐘接收到的太陽能是多少焦耳？

Answer 1

【答案】(1) 1.05×107 J　(2) 1.2×103 J

【解析】（1）根據題意知道水吸收的熱量：

Q=cm△t=cm（t2 -t1 ）=4.2×103 J/（kg℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×107 J；

（2）因為太陽能熱水器吸收太陽能的效率為50 %，所以吸收的太陽能是：

Q太 =Q/η=1.05×107J/50%=2.1×107 J，

則每平方米接收的太陽能：W=Q太/S=2.1×107J/2m2=1.05×107 J，

垂直于太陽光的1 m2表面上，每秒鐘接收到的太陽能是：W0 =W/t=1.05×107J/8400s=1.2×103 J