Question

太阳能是人类能源的宝库，人类早期除了间接利用存贮在化石燃料中的能源外，还设法直接利用太阳能。如图所示，太阳能集热器就是直接利用太阳能把水加热的装置。太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分。

（1）储存装置比集热板的位置要高，请你猜想为什么要这样设计？

（2）假设家用太阳能热水器的效率在夏天可达50％；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×10³J／m²·s。如果储水箱内的水大约有40kg，集热板接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m²，请计算，要使水温上升30℃需要多长时间？（C_水＝4.2×10³J/(kg.℃)）

 

Answer 1

（1）水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，以便集热板对冷水继续加热。

（2）η─热水器效率，m─水的质量，R─单位面积，单位时间，地面接收的热量

S─集热板面积，△T─水的温升，C─水的比热，△t─所用时间。

在△t时间内水所接收的辐射热 ，使水温上升△T所需热量

由 Q=Q＇ 解出    把数值代入，得

△t=5333秒

△t=1小时29分