Question

我国大部分地区每年的五六月，向阳的地方每平方米的面积在l h内可获得太阳的辐射能平均为3.6×10⁶J·有一种太阳能热水器，它接收太阳能的15根真空镀膜管总有效面积约为1.35m，，能把接收到的太阳能的50%转变为水的内能。请问:

 (1)如果每天日照的时间为10 h，则可将质量为100kg、初温为20℃的水加热到多少摄氏度?[水的比热容为4.2×l0³J/(kg·℃)]

(2)若改用1500W的电热水器，加热同样的水达到同样的温度，需要多长时间?(设电热水器无热损失)

 

Answer 1

【答案】

（1）由题知，在10h内，水吸热：

Q_吸=3.6×10⁶J×1.35×10×50%=2.43×10⁷J

∵Q_吸=cm△t

；

t=t₀+58℃=20℃+58℃=78℃；

（2）∵；

∴；

答：（1）如果每天日照的时间为10h，则可将质量为100kg、初温为20℃的水加热到78℃；

（2）若改用1500W的电热水器，加热同样的水达到同样的温度，需要4.5h．

【解析】（1）由题知，在10h内，水吸热：

Q_吸=3.6×10⁶J×1.35×10×50%=2.43×10⁷J

∵Q_吸=cm△t

；

t=t₀+58℃=20℃+58℃=78℃；

（2）∵；

∴；

答：（1）如果每天日照的时间为10h，则可将质量为100kg、初温为20℃的水加热到78℃；

（2）若改用1500W的电热水器，加热同样的水达到同样的温度，需要4.5h．

思路分析：（1）由题干提供条件可以求10h水吸收的热量，再利用吸热公式求水的温度变化值；

（2）已知要产生的热量，即电流要做的功，利用功率公式求通电时间．

试题点评：本题将热学知识和电学知识结合起来，要求灵活运用吸热公式和功率定义式，属于难题．