Question

【題目】太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關信息：其中太陽輻射功率是指1h內投射到面積上的太陽能。補充說明：太陽能熱水器，它的吸熱板面積為，內裝100L水，太陽每小時輻射到面積上的熱量是，這些水在10h內由升高到。求：

水在10h內吸收的熱量；

如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少的天然氣；天然氣的熱值為該太陽能熱水器的能量轉化效率。

Answer 1

【答案】；；。

【解析】

(1)太陽能熱水器內水的體積：V=100L=100dm3=0.1m3，

由ρ=可得，水的質量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，

則水吸收的熱量：Q吸=cm(tt0)=4.2×103J/(kg℃)×100kg×(70℃20℃)=2.1×107J，

(2)由題意可知，天然氣完全燃燒釋放的熱量：Q放=Q吸=2.1×107J，

由Q放=Vq可得，需要天然氣的體積：V′===0.25m3；

(3)10h太陽能熱水器吸收的太陽能：Q總=1.68×106J/(m2h)×2.5m2×10h=4.2×107J，

該太陽能熱水器的能量轉化效率：η=×100%=×100%=50%.