Question

【题目】某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次实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收太阳光垂直照射的面积始终是2 m2，太阳能热水器内的水的质量为100 kg，水的初温为20 ℃，经8750 s时间后上升到45 ℃[c水＝4.2×103 J/(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 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？

Answer 1

【答案】(1) 1.05×107 J　(2) 1.2×103 J

【解析】（1）根据题意知道水吸收的热量：

Q=cm△t=cm（t2 -t1 ）=4.2×103 J/（kg℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×107 J；

（2）因为太阳能热水器吸收太阳能的效率为50 %，所以吸收的太阳能是：

Q太 =Q/η=1.05×107J/50%=2.1×107 J，

则每平方米接收的太阳能：W=Q太/S=2.1×107J/2m2=1.05×107 J，

垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是：W0 =W/t=1.05×107J/8400s=1.2×103 J