Question

【题目】2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题．
如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：

（1）一箱水需要吸收的热量是多少？
（2）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：4.2×103J/（kg℃）]．

Answer 1

【答案】
（1）解：由ρ= 得：

m=ρv水=1×103kg/m3×0.12m3=120kg；

水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×120kg×（70℃﹣20℃）=2.52×107J

（2）解：这台太阳能热水器获得的辐射功率：

P太=s×1.4kW/m2；

由P= 可得太阳照射5h获得的太阳能：

W总=P太t=s×1.4kW/m2×5h；

由η= 可得：

Q吸′=W有=s×1.4kW/m2×5h×40%=s×1400W/m2×5×3600s×40%；

热水器集热器面积：

s= = =2.5m2

【解析】（1）利用密度公式m=ρv先计算出水的质量m，然后再利用热量的计算公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量；（2）利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率，计算出太阳能热水器接受的热量；然后再利用功率的公式P= 计算出1m2所接受的热量，最后计算出热水器上集热器的面积s．
【考点精析】解答此题的关键在于理解功率计算公式的应用的相关知识，掌握功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s，以及对热量的计算的理解，了解热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．