Question

【题目】现在许多城市通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“节能环保，让生活更美好”的主题。如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：

（1）一箱水需要吸收的热量是多少？

（2）热水器上集热器的面积至少要多大？

Answer 1

【答案】（1）2.52×107J （2）2.5m2

【解析】

（1）由ρ＝得：m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg；水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg℃)×120kg×(70℃20℃)＝2.52×107J；（2）这台太阳能热水器获得的辐射功率：P太＝S×1.4kW/m2；由P可得太阳照射5h获得的太阳能：W总＝P太t＝S×1.4kW/m2×5h；由η可得：Q吸′＝W有＝S×1.4kW/m2×5h×40%＝S×1400W/m2×5×3600s×40%；热水器集热器面积：S2.5m2。