题目内容
8．某研究小组用自制太阳能热水器做实验，来测量每秒钟，与太阳光垂直的1m2表面积上接受到的太阳能有多少．若此自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%，太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2m2，太阳能热水器内水的质量为100kg，水的初温为20℃，经2.1×103s时间后上升到30℃．[C水=4.2×103J/（kg•℃）]（1）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少J？
（2）自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%，则吸收的总太阳能是多少？
（3）垂直于太阳光的1m2表面上，1S接受到的太阳能是多少J？
分析 （1）已知水的质量与初、末温度，由热量公式Q吸=cm△t可以求出水所吸收的热量．
（2）根据水吸收的热量和吸收效率即可求出吸收太阳的能量．
（3）已知总面积、吸热时间和吸收的太阳能，直接计算出1m2表面上，每秒钟接受到的太阳能．
解答 解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（30℃-20℃）=4.2×106J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{太阳}}$得太阳能热水器吸收的太阳能（总能量）：
Q太阳=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{50%}$=8.4×106J；
（3）垂直于太阳光的1m2表面上，每秒钟接受到的太阳能：$\frac{{Q}_{太阳}}{St}$=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2{m}^{2}×2.1×1{0}^{3}s}$=2000J；
答：（1）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是4.2×106J；
（2）自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%，则吸收的总太阳能是8.4×106J；
（3）垂直于太阳光的1m2表面上，1s接受到的太阳能是2000J．
点评 本题考查热量和效率的计算，会求单位时间单位面积上吸收的太阳能，应用公式即可正确解题．
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