Question

【題目】太陽能是一種廉價的清潔能源，開發和利用的前景十分廣闊．從有關資料獲悉，在地面地表晴天時垂直于陽光表面接受到的熱輻射功率為p0=1.2×103 J/（m2 ． s）【太陽每秒輻射到1m2面積上的熱量為1.2×103 J】．有一臺太陽能熱水器，可將接收到的熱輻射40%用來升高水溫．若該熱水器接受陽光垂直照射的有效面積始終是2.1m2 ， 晴天曬了1h，求：
（1）該熱水器在1h接收到的熱輻射是多少焦耳？
（2）水箱中質量為50kg的冷水溫度最多能升高多少？
（3）若用煤氣來提供這些熱量，需要完全燃燒多少煤氣？（不計熱量損失，q煤氣=4.2×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：太陽能熱水器1h接收的太陽輻射能為：

Q=1.2×103J/（m2s）×2.1m2×3600s=9.072×106J，

（2）解：水吸收的熱量為：

Q吸=Qη=9.072×106J×40%=3.6288×106J；

由Q吸=cm△t得水箱中50kg水的溫度能升高的溫度：

△t= = =17.28℃

（3）解：由題知，Q放=Q吸=3.6288×106J，

由Q放=mq得需要完全燃燒煤氣的質量：

m煤氣= = =0.0864kg=86.4g．

【解析】（1）根據1.2×103J/（m2s）的含義以及接受面積和照射時間進行計算；（2）先根據熱水器接受的熱量和轉化率求出水吸收的熱量，然后根據Q=cm△t即可求出貯水箱中的水升高的溫度；（3）由題意Q放=Q吸 ， 由Q放=mq可求煤氣的質量．