Question

如表中是某電輔式太陽(yáng)能熱水器的部分參數(shù)，夏天時(shí)用溫度為20℃的水將保溫桶充滿，假設(shè)熱水器接收到的太陽(yáng)能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]

保溫桶容積/L		150
采光面積/m2		2.5
水溫/℃	夏天	45～90
	冬天	40～60
電熱管		220V 2000W

當(dāng)水溫恰好達(dá)到最高時(shí)，需要

 

太陽(yáng)能；若晚間無陽(yáng)光時(shí)用電熱管加熱，達(dá)到同樣要求，在不計(jì)電熱管熱損失時(shí)，需要加熱的時(shí)間為

 

．

Answer 1

分析：（1）先利用密度公式m=ρV求出水的質(zhì)量，再根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量；再根據(jù)熱水器接收到的太陽(yáng)的效率計(jì)算太陽(yáng)能熱水器吸收的太陽(yáng)能；
（2）若晚間無陽(yáng)光時(shí)用電熱管加熱，達(dá)到同樣要求，即利用電熱管將保溫桶里的水溫度由20℃升高到90℃時(shí)，電熱管需加熱需多長(zhǎng)時(shí)間．

解答：解：
（1）保溫箱充滿水時(shí)：
水的質(zhì)量m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×150×10^-3m³=150kg；
當(dāng)最好的日光充分照射下，水溫達(dá)到最高值，t=90℃，
∴Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×150kg×（90℃-20℃）=4.41×10⁷J；
∵太陽(yáng)能有50%被水吸收；
∴Q_{太陽(yáng)}=

Q吸

50%

=

4.41×107J

50%

=8.82×10⁷J；
（2）若晚間無陽(yáng)光時(shí)用電熱管加熱，達(dá)到同樣要求，不計(jì)熱量損失時(shí)；即：Q_吸=Q_電；
又∵Q_電=Pt；
∴t=

Q電

P

=

Q吸

P

=

4.41×107J

2000W

=22050s=6.125h；
故答案為：8.82×10⁷J；6.125h．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生熱量的計(jì)算和能量的利用率的運(yùn)用，需注意利用太陽(yáng)能和電加熱的目的一樣，是將熱水器里的水加熱到一定的溫度．