题目内容
【题目】某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2表面上,每秒钟接收到的太阳能,用自制太阳能热水器做实验。经多次实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收太阳光垂直照射的面积始终是2 m2,太阳能热水器内的水的质量为100 kg,水的初温为20 ℃,经8750 s时间后上升到45 ℃[c水=4.2×103 J/(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 m2表面上,每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳?
【答案】(1) 1.05×107 J (2) 1.2×103 J
【解析】(1)根据题意知道水吸收的热量:
Q=cm△t=cm(t2 -t1 )=4.2×103 J/(kg℃)×100kg×(45℃-20℃)=1.05×107 J;
(2)因为太阳能热水器吸收太阳能的效率为50 %,所以吸收的太阳能是:
Q太 =Q/η=1.05×107J/50%=2.1×107 J,
则每平方米接收的太阳能:W=Q太/S=2.1×107J/2m2=1.05×107 J,
垂直于太阳光的1 m2表面上,每秒钟接收到的太阳能是:W0 =W/t=1.05×107J/8400s=1.2×103 J
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