Question

【題目】如圖所示是某太陽能熱水器，水容量為100L，該熱水器在冬季有效日照時段里，平均每平方米的面積上每小時接收的太陽能約為2.8×106J，若該熱水器接收太陽能的有效面積為1.5m2 ， 每天日照時間按8h計算，若這些太陽能能使裝滿水的熱水器中的水溫從20℃升高到60℃[水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），水的密度為1.0×103kg/m3]，求：
（1）熱水器中水的質量；
（2）一天內熱水器中的水吸收的熱量；
（3）熱水器在冬季的效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：熱水器中水的體積

V=100L=100dm3=0.1m3，

由ρ= 得水的質量：

m=ρV=1×103kg/m3×0.1m3=100kg；

答：熱水器中水的質量為100kg；

（2）解：一天內熱水器中的水吸收的熱量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×100kg×（60℃﹣20℃）=1.68×107J；

答：一天內熱水器中的水吸收的熱量1.68×107J；

（3）解：一天內熱水器接收太陽能的能量：

E=2.8×106J/（m2h）×1.5m2×8h=3.36×107J，

熱水器在冬季的效率：

η= ﹣ ×100%=50%．

答：熱水器在冬季的效率為50%．

【解析】（1）知道熱水器中水的體積，利用m=ρV求水的質量；（2）知道水的質量、比熱容、水的溫度變化，利用Q吸=cm△t求一天內熱水器中的水吸收的熱量；（3）求出一天內熱水器接收太陽能的能量，熱水器在冬季的效率等于水吸收的熱量與接收的太陽能之比．