Question

（2013?杭州）某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验．经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%．控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米²，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20℃，经8750s时间后上升到45℃【c_水=4.2×10³J/（kg?℃）】．请计算：
（1）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？
（2）垂直于太阳光的1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？

Answer 1

分析：（1）已知水的质量与初末温度，由热量公式可以求出水所吸收的热量．
（2）根据吸收效率求出总的太阳能，水吸收的热量处于受光面积与光照时间，可以求出1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能．

解答：解：（1）水吸收的热量：
Q=cm△t=cm（t₂-t₁）
=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（45℃-20℃）=1.05×10⁷J；
（2）Q_光=

Q

η

=

1.05×107J

50%

=2.1×10⁷J，
垂直于太阳光的1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能：

Q光

St

=

2.1×107J

2m2×8750s

=1200J/（m²?s）；
答：（1）太阳能热水器内的水吸收热量是1.05×10⁷J焦耳．
（2）垂直于太阳光的1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能是1200J焦耳．

点评：本题考查了求水吸收的热量、单位时间单位面积上的太阳能，应用热量公式即可正确解题．