Question

【题目】小阳家住在节能示范小区，小区建设时为每家都设计了如图所示的嵌入式太阳能阳台，它的集热器作为阳台一部分，与建筑完美结合，同时该太阳能热水器还具备电辅助加热功能，可不间断地为家庭提供生活热水。其相关参数见下表。

集热器面积/	水箱容量/L	电辅加热器功率/W
2.4	120	2000

(1)保温水箱安装于阳台上方，通过自然循环换热，将热能储存到水箱，没有其他能源消耗（完全免费热水）。热水器的集热器将太阳能转化为_______能，热水之所以能自然向上循环到水箱，是因为集热器中的水温度升高，密度变______（填“大”或“小”）。

(2)小阳查阅资料得知，当地夏季晴天时，平均太阳辐射功率为 1.95×106J/（m2·h），平均每天光照时间为10h，该热水器一天内能将水箱中的水从 20℃加热至 70℃，则一天内此水箱中的水吸收的热量是______？该太阳能热水器的光热转换效率是多少______？（百分号前保留一位小数）

(3)如果连续阴雨天（不计太阳辐射），需要开启电辅助加热，要升高相同温度，至少需要正常工作______时间？

Answer 1

【答案】内 小 2.25×107 53.8% 3.5

【解析】

(1)[1]集热器中的水温度升高，热水器的集热器将太阳能转化为内能。

[2]热水之所以能自然向上循环到水箱，是因为集热器中的水温度升高时，质量不变，体积变大，根据公式可知：热水的密度变小。

(2)[3]已知当地夏季晴天时，平均太阳辐射功率为

该热水器在10h内接收到的太阳能为

热水器水箱中水的质量为

加热过程中水吸收的热量

[4]该太阳能热水器的光热转换效率是

(3)[5]若开启电辅助加热，要升高相同温度，水吸收的热量不变，即

至少需要正常工作的时间为