Question

【題目】太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是瑩瑩家的太陽能熱水器某天在一般情況下陽光照射的相關信息：

太陽照射時間/h	10
裝水量/kg	100
吸熱板面積/m2	2.5
水的初溫/℃	20
水的末溫/℃	70
水的比熱容/J·（kg· ℃）－1	4.2×103
一般情況下，10h內在2.5 m2吸熱板上輻射的太陽能J	4.2×107

求：（1）水在10 h內吸收的熱量；

（2）如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少立方米的天然氣；（天然氣的熱值為8.4×107 J/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）

（3）一般情況下，該太陽能熱水器的能量轉化效率．

Answer 1

【答案】（1）2.1×107J（2）0.25m3（3）50%

【解析】

(1)水在10 h內吸收的熱量：

Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/（kg· ℃）×100 kg×（70 ℃－20 ℃）＝2.1×107 J

(2)由題知，Q放＝Vq＝Q吸＝2.1×107 J

需要天然氣的體積：

V＝＝＝0.25 m3

(3) 一般情況下，10h內在2.5 m2吸熱板上輻射的太陽能為4.2J，

太陽能熱水器的能量轉化效率：

η＝×100%＝×100%＝50% ．

答：(1) 水在10 h內吸收的熱量是2.1J；

(2) 需要完全燃燒0.25的天然氣；

(3) 該太陽能熱水器的能量轉化效率為50．