Question

【题目】太阳能是一种廉价的清洁能源，开发和利用的前景十分广阔．从有关资料获悉，在地面地表晴天时垂直于阳光表面接受到的热辐射功率为p0=1.2×103 J/（m2 ． s）【太阳每秒辐射到1m2面积上的热量为1.2×103 J】．有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射40%用来升高水温．若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1m2 ， 晴天晒了1h，求：
（1）该热水器在1h接收到的热辐射是多少焦耳？
（2）水箱中质量为50kg的冷水温度最多能升高多少？
（3）若用煤气来提供这些热量，需要完全燃烧多少煤气？（不计热量损失，q煤气=4.2×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：太阳能热水器1h接收的太阳辐射能为：

Q=1.2×103J/（m2s）×2.1m2×3600s=9.072×106J，

（2）解：水吸收的热量为：

Q吸=Qη=9.072×106J×40%=3.6288×106J；

由Q吸=cm△t得水箱中50kg水的温度能升高的温度：

△t= = =17.28℃

（3）解：由题知，Q放=Q吸=3.6288×106J，

由Q放=mq得需要完全燃烧煤气的质量：

m煤气= = =0.0864kg=86.4g．

【解析】（1）根据1.2×103J/（m2s）的含义以及接受面积和照射时间进行计算；（2）先根据热水器接受的热量和转化率求出水吸收的热量，然后根据Q=cm△t即可求出贮水箱中的水升高的温度；（3）由题意Q放=Q吸 ， 由Q放=mq可求煤气的质量．