题目内容
【题目】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
太阳照射时间/h | 装水量/kg | 吸热板面积/m2 | 水升高的温度/℃ | 水的比热容/J(kg℃)﹣1 | 太阳辐射功率/J(m2h)﹣1 |
10 | 100 | 2.5 | 50 | 4.2×103 | 1.68×106 |
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.求:
(1)水在10h内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×107J/m3 , 天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
【答案】
(1)解:水吸收的热量(有用能量):
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×100kg×50℃=2.1×107J
(2)解:由题知,Q放=vq=Q吸=2.1×107J,
需要天然气的体积:
v= = =0.25m3
(3)解:10h太阳能热水器吸收的太阳能(总能量):
Q总=1.68×106J/(m2h)×2.5m2×10h=4.2×107J,
η= ×100%= ×100%=50%
【解析】(1)由表中数据知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量(有用能量);(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,即Q放=Q吸 , 再利用Q放=Vq求需要完全燃烧多少天然气;(3)由太阳辐射功率知道1h内投射到1m2面积上的太阳能,据此求出10h吸收的太阳能(总能量),再利用效率公式求太阳能热水器的能量转化效率.
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