Question

太阳能热水器将质量200kg，初温为30℃的水加热到80℃，则：
（1）这些水需要吸收多少热量？
（2）该太阳能热水器集热器面积为S=2m²，热效率为η=50%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的50%转化为水的热能）该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×10³W/（m²?s）在第（1）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多长时间？

Answer 1

分析：（1）知道水的质量、初温、末温和比热，根据公式Q_吸=cm（t-t₀）可以求出水吸收的热量；
（2）根据题意可求每秒水吸收的热量，又知道水吸收的热量，求需要的加热时间．

解答：解：（1）水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（80℃-30℃）
=4.2×10⁷J；
（2）热水器每秒吸收的热量：
Q_吸′=PSt×50%=1.4×10³W/（m²?s）×2m²×1s×50%=1.4×10³J，
∴加热时间：
t=

4.2×107J

1.4×103J/s

=3×10⁴s≈8.3h．
答：（1）这些水需要吸收的热量是4.2×10⁷J；
（2）水吸收的热量由该热水器提供，需要加热8.3小时．

点评：本题考查了学生对热量的计算和能量的利用率的运用，要学会审题，从复杂的题干中搜集有用信息．本题知识点多，综合性强，属于难题．