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/℃	太阳辐射功率 J/（m2h）
5	50	2.5	50	1.68×106

（1）水在5h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50%被水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率．

Answer 1

【答案】
（1）

解：由表中数据可知，水在5h内升高的温度为50℃，

则水吸收的热量（有用能量）：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×50kg×50℃=1.05×107J

（2）

解：如果水吸收的热量用天然气来提供，则有Q放η=Q吸，而Q放=Vq，

所以，Vqη=Q吸，

则需要天然气的体积：V==0.25m3

（3）

解：5h太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：

Q总=1.68×106J/（m2h）×2.5m2×5h=2.1×107J，

η′=×100%=50%

【解析】（1）由表中数据知道水的质量、水的温度升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求水在5h吸收的热量（有用能量）；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，即50%×Q放=Q吸 ， 再利用Q放=Vq求需要完全燃烧多少天然气；（3）由太阳辐射功率知道1h内投射到1m2面积上的太阳能，据此求出5h吸收的太阳能（总能量），再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率．