Question

【題目】太陽能是21世紀重點開發利用的能源之一，如今太陽能熱水器已走進了千家萬。如圖所示，某家庭太陽能熱水器接收太陽能總有效面積為2m2，1m2面積上1h接收到的太陽能平均為2.52×106J。若陽光照射該熱水器5h，可以使質量為80kg的水溫度升高30℃，[c=4.2×103J/（kg.℃1）， q干木柴=1.2×107J/kg]，求：

（1）水吸收的熱量；

（2）若這些水吸收的熱量全部由燃燒干木柴來提供,需要完全燃燒多少千克干木柴？（假設干木柴完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）

（3）該太陽能熱水器的效率。

Answer 1

【答案】(1) 1.008107J；(2) 0.84；(3) 40%

【解析】

(1)水吸收的熱量

Q=cmt=4.2×103J/（kg.℃）80kg30℃=1.008107J

水吸收的熱量為1.008107J。

(2)干木材需要放出的熱量為Q放=Q吸=1.008107J；需要完全燃燒干木材的質量為

m干木柴===0.84kg

需要完全燃燒多少0.84kg干木柴。

(3)該熱水器5h內獲得的太陽能為

Q=2m25h2.52×106J/(m2h)= 2.52107J

該太陽能熱水器的效率為

η==100%=40%

該太陽能熱水器的效率為40%。

答：(1)水吸收的熱量為1.008107J；

(2)若這些水吸收的熱量全部由燃燒干木柴來提供，需要完全燃燒0.84kg干木柴；

(3)該太陽能熱水器的效率為40%。