Question

14．从有关资料获悉，在地球表面晴天时，垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.2×10³J/（m²•s）．有一台太阳能热水器，可将接收到热辐射的40%用来升高水温，如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1m²，晴天晒1h，其水箱中的50kg的水温度可从20℃升高到多少℃？

Answer 1

分析 先算出太阳能热水器1h接收的太阳辐射能，再根据比热容公式就可求出这台热水器1h能将质量为50kg的水升高多少度．

解答 解：
太阳能热水器1h接收的太阳辐射能为：
Q=1.2×10³J/（m²•s）×2.1m²×3600s=9.072×10⁶J，
水吸收的热量为：
Q_吸=Qη
=9.072×10⁶J×40%
=3.6288×10⁶J；
根据Q_吸=cm（t-t₀）可知，
水箱中50kg水的温度能升高到：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{3.6288×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50kg}$+20℃=37.28℃
答：水箱中50kg水的温度能升高到37.28℃．

点评 本题主要考查了太阳能中热量的计算及其对太阳能源的认识．