题目内容
太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备，某晴朗夏日的中午，小明家的太阳能热水器在70分钟的日照下，将质量100kg的水温度升高了5℃．已知热水器正对太阳方向的有效面积为1.25m2．则：（1）该过程中热水器里的水吸收的热量为
（2）若热水器的效率为40%，在这段时间内热水器接受到的太阳能是
（3）太阳是将能量向四面八方均匀辐射的，假定太阳光通过大气层时有40%的能量损失，太阳到地球的距离为1.5×1011m．由数学知识可知，球面的面积公式为4πr2（式中r为球半径），球半径与球面总是垂直的．据此可估算出太阳辐射的总功率约为
分析：（1）知道水的质量、比热容和水升高的温度，根据吸热公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）根据Q吸=40%Q求出接受的太阳能；
（3）根据P=
=
求出热水器接收太阳能的功率，热水器正对太阳方向的有效面积占地球面积的几分之几，则热水器接收太阳能的功率占太阳辐射的总功率的几分之几；
再根据假定太阳光通过大气层时有40%的能量损失求出太阳辐射的总功率．
（2）根据Q吸=40%Q求出接受的太阳能；
（3）根据P=
| W |
| t |
| Q |
| t |
再根据假定太阳光通过大气层时有40%的能量损失求出太阳辐射的总功率．
解答：解：（1）热水器里的水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×5℃=2.1×106J；
（2）∵Q吸=40%Q
∴热水器接受到的太阳能Q=
=
=5.25×106J；
（3）热水器接收太阳能的功率P=
=
=
=1250W，
地球接收的功率P地=
=
=2.826×1026W，
根据题意，太阳辐射的总功率P总=
=
=4.71×1026W．
故答案为：（1）2.1×106；（2）5.25×106；（3）4.71×1026．
（2）∵Q吸=40%Q
∴热水器接受到的太阳能Q=
| Q吸 |
| 40% |
| 2.1×106J |
| 40% |
（3）热水器接收太阳能的功率P=
| W |
| t |
| Q |
| t |
| 5.25×106J |
| 70×60s |
地球接收的功率P地=
| PS地 |
| S器 |
| 1250W×4×3.14×(1.5×1011m)2 |
| 1.25m2 |
根据题意，太阳辐射的总功率P总=
| P地 |
| 1-40% |
| 2.826×1026W |
| 60% |
故答案为：（1）2.1×106；（2）5.25×106；（3）4.71×1026．
点评：此题主要考查的是学生对热量、功率计算公式和热效率计算公式的理解和掌握，难度较大，通过做题使学生了解太阳能的优点，引导学生积极开发新能源，有意义．
练习册系列答案
优学名师名题系列答案
相关题目
