Question

【题目】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是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1m2面积上的太阳能．求：

太阳照射时间（h）	装水量（kg）	吸热板面积 （m2）	水升高的温度 （℃）	水的比热容J/（kg·℃）	太阳辐射功率J/（m2·h）
10	100	2.5	50	4.2×l03	1.68×l06

（1）水在10h内吸收的热量；

（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气（天然气的热值为8.4×l07J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）；

（3）该太阳能热水器的能量转化效率．

Answer 1

【答案】（1）2.1×107J （2）0.25m3 （3）41.7%

【解析】

(1)水吸收的热量(有用能量):

Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg)×100kg×50=2.1×107J

(2)天然气完全燃烧需放出热量：Q放=Q吸=2.1×107J，由Q放=Vq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(总能量):

Q总=1.68×106J/(m2h)×2.5m2×10h=4.2×107J

太阳能热水器的能量转化效率：

η=×100%=×100%=50%

答：(1)水在10h内吸收的热量为2.1×107J；

(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧0.25m3的天然气；

(3)该太阳能热水器的能量转化效率为50%。