Question

小明家新安装了一台太阳能热水器，晴天用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，其铭牌相关数据如表：

水箱容积0.1m3	额定电压220V
集热管采光面积1.5rn2	额定功率1500W

（1）小明查阅资料得知，当地晴天平均1m²采光面在1h内接收的太阳能为2.1×10⁶ J．
则晴天时，每天日照时间按8h计算，热水器一天中接收的太阳能是多少？若这些太阳能全部被水吸收，可使满箱水的温度升高多少？[c_水=4.2×10³J/（kg-℃）]
（2）阴天时，为使满箱水升高的温度与晴天相同，水吸收的热量50%由电辅助提供，则需电辅助正常加热多长时间？（不计热量损失）
（3）请说出利用太阳能的一个优点．

Answer 1

（1）晴天时，热水器一天接收的太阳能：Q=2.1×10⁶J/（m²?h）×1.5m²×8h=2.52×10⁷J，
∵ρ=

m

V

，
满箱水的质量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg，
∵Q=cm△t，
∴水升高的温度为△t=

Q

cm

=

2.52×107J

4.2×103J/(kg?℃)×100kg

=60℃；
（2）阴天时，W=Q_放=50%×Q=50%×2.52×10⁷J=1.26×10⁷J，
正常加热时间为t=

W

P

=

1.26×107J

1500W

=8400s；
（3）使用太阳能热水器的好处有：无污染，是清洁能源、成本低．
答：
（1）晴天时，热水器一天接收的太阳能为2.52×10⁷J，可以使水温升高60℃；
（2）需电辅助正常加热8400s；
（3）使用太阳能热水器的好处有：无污染，是清洁能源、成本低．