Question

某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米²，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20℃，经8750s时间后上升到45℃【c_水=4.2×10³)/(kg·℃)】。请计算：
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳?
(2)垂直于太阳光的1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？

Answer 1

（1）1.05×10⁷J （2）1200J/(m².s)

（1）水吸收的热量Q_吸=cm△t=cm(t₂－t₁）=4.2×10³)/(kg·℃)×100kg×(45℃－20℃)=1.05×10⁷J；
（2）则接收到的太阳光的能量Q_光==2.1×10⁷J；
则在1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能是=1200J/(m².s)。
（1）欲求水吸收的热量，则根据热量的计算公式Q_吸=cm△t直接计算可得；（2）由太阳能的效率可计算照射到太阳能上的光的能量，再由面积、时间可求出每秒钟，每1米²表面上得到的太阳能。