Question

太陽能是人類能源的寶庫，人類早期除了間接利用存貯在化石燃料中的能源外，還設法直接利用太陽能。如圖所示，太陽能集熱器就是直接利用太陽能把水加熱的裝置。太陽能熱水系統(tǒng)主要元件包括集熱板、儲存裝置及循環(huán)管路三部分。

（1）儲存裝置比集熱板的位置要高，請你猜想為什么要這樣設計？

（2）假設家用太陽能熱水器的效率在夏天可達50％；從太陽能手冊中查到，在地球表面，晴天時垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為1.26×10³J／m²?s。如果儲水箱內的水大約有40kg，集熱板接收陽光垂直照射的面積始終是1.5m²，請計算，要使水溫上升30℃需要多長時間？（C_水＝4.2×10³J/(kg.℃)）

 

Answer 1

（1）水在集熱板中被加熱后，溫度升高，熱水上升，冷水下降，以便集熱板對冷水繼續(xù)加熱。

（2）η─熱水器效率，m─水的質量，R─單位面積，單位時間，地面接收的熱量

S─集熱板面積，△T─水的溫升，C─水的比熱，△t─所用時間。

在△t時間內水所接收的輻射熱 ，使水溫上升△T所需熱量

由 Q=Q＇ 解出    把數值代入，得

△t=5333秒

△t=1小時29分