Question

14．学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装有水60kg，水箱玻璃盖的面积为0.84m²，从手册中查得，地球上与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能为7.56×10⁴J/（min•m²）；这类水箱吸收太阳能的效率约为50%．假设使用中能够及时调节水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4小时后水箱中的水升高的温度．[水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 太阳向地球辐射热量，辐射的热量没有全部被水吸收，吸收了50%，列出等式求出水的温度变化量．

解答 解：7.56×10⁴J/（min•m²）表示每平方米面积上，每分钟太阳辐射的热量为7.56×10⁴J，
所以，0.84m²面积上，4h太阳辐射到水箱处的能量：E=7.56×10⁴J/（min•m²）×240min×0.84m²，
水吸收的热量为：Q_吸=cm△t=60kg×4.2×10³ J/（kg•℃）×△t，
Q_吸=Eη，
所以，60kg×4.2×10³ J/（kg•℃）×△t=7.56×10⁴J/（min•m²）×240min×0.84m²×50%，
所以，△t=30.24℃．
答：4小时后箱中的水升高30.24℃．

点评 本题涉及到热量的利用率，对学生来讲准确求出水吸收的热量有一定难度．