Question

某研究小組為測量垂直于太陽光的面積為1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能，用自制太陽能熱水器做實驗。經多次試驗得到自制太陽能熱水器吸收太陽能的效率為50%。控制太陽能熱水器接受太陽光垂直照射的面積始終是2米²，太陽能熱水器內的水的質量為100千克，水的初溫為20℃，經8750s時間后上升到45℃【c_水=4.2×10³)/(kg·℃)】。請計算：
(1)在上述過程中太陽能熱水器內的水吸收熱量是多少焦耳?
(2)垂直于太陽光的1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能是多少焦耳？

Answer 1

（1）1.05×10⁷J （2）1200J/(m².s)

（1）水吸收的熱量Q_吸=cm△t=cm(t₂－t₁）=4.2×10³)/(kg·℃)×100kg×(45℃－20℃)=1.05×10⁷J；
（2）則接收到的太陽光的能量Q_光==2.1×10⁷J；
則在1米²表面上，每秒鐘接受到的太陽能是=1200J/(m².s)。
（1）欲求水吸收的熱量，則根據熱量的計算公式Q_吸=cm△t直接計算可得；（2）由太陽能的效率可計算照射到太陽能上的光的能量，再由面積、時間可求出每秒鐘，每1米²表面上得到的太陽能。