Question

19．學(xué)校淋浴用的簡(jiǎn)易太陽(yáng)曬水箱內(nèi)裝水50kg，水箱玻璃蓋的面積為0.42m²．從手冊(cè)中查得，地球上與太陽(yáng)光線垂直的表面接收的太陽(yáng)輻射能為8×10⁴J/（min•m²）；這類(lèi)水箱吸收太陽(yáng)能的效率約為50%；散熱損失約為40%．假設(shè)使用中能夠及時(shí)調(diào)整水箱朝向，使陽(yáng)光總能垂直射入玻璃蓋，計(jì)算5小時(shí)后箱中的水升高的溫度．水的比熱容為4.2×10³ J/（kg•℃）．

Answer 1

分析 太陽(yáng)向地球輻射熱量，輻射的熱量沒(méi)有全部被水吸收，吸收了50%，又損失了20%，也就是水吸收了太陽(yáng)輻射熱的50%的80%，列出等式求出水的溫度變化量．

解答 解：8×10⁴J/（min•m²）表示每平方米面積上，每分鐘太陽(yáng)輻射的熱量為8×10⁴J，
所以，0.42m²面積上，5h太陽(yáng)輻射到水箱處的能量：E=8×10⁴J/（min•m²）×5×60min×0.42m²=1.008×10⁷J，
水吸收的熱量為：Q_吸=1.008×10⁷J×50%×40%=2.016×10⁶J，
由Q_吸=cm△t得，
水升高溫度：△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.016×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50kg}$=9.6℃．
答：5小時(shí)后箱中的水升高9.6℃．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到熱量的兩次利用率，對(duì)學(xué)生來(lái)講準(zhǔn)確求出水吸收的熱量有一定難度．