Question

【题目】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：其中太阳辐射功率是指1h内投射到面积上的太阳能。补充说明：太阳能热水器，它的吸热板面积为，内装100L水，太阳每小时辐射到面积上的热量是，这些水在10h内由升高到。求：

水在10h内吸收的热量；

如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少的天然气；天然气的热值为该太阳能热水器的能量转化效率。

Answer 1

【答案】；；。

【解析】

(1)太阳能热水器内水的体积：V=100L=100dm3=0.1m3，

由ρ=可得，水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，

则水吸收的热量：Q吸=cm(tt0)=4.2×103J/(kg℃)×100kg×(70℃20℃)=2.1×107J，

(2)由题意可知，天然气完全燃烧释放的热量：Q放=Q吸=2.1×107J，

由Q放=Vq可得，需要天然气的体积：V′===0.25m3；

(3)10h太阳能热水器吸收的太阳能：Q总=1.68×106J/(m2h)×2.5m2×10h=4.2×107J，

该太阳能热水器的能量转化效率：η=×100%=×100%=50%.