Question

19．太阳能热水器具有安全、节能、环保等优点，某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120Kg，集热管长1.8m，内底部到储水箱中水面的高度为1.5m．若某地太阳光照射的时间为平均每天5h，太阳能辐射到集热管上的平均功率为3.5×10³W．[c_水=4.2×10³J/（Kg•℃），g取10N/Kg，ρ_水=1.0×10³Kg/m³]求：
（1）水对集热管内底部的压强；
（2）当储水箱中的水吸收的热量为2.52×10⁷J时，水升高的温度；
（3）该太阳能集热管5h接收多少能量？

Answer 1

分析 （1）知道集热管内底部到储水箱中水面的高度，根据p=ρgh求出水对集热管内底部的压强；
（2）知道水的质量和吸热的热量以及比热容，根据Q_吸=cm△t求出水升高的温度；
（3）根据W=Pt求出该太阳能集热管5h接收的能量．

解答 解：（1）水对集热管内底部的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.5m=1.5×10⁴Pa；
（2）当储水箱中的水吸收的热量为2.52×10⁷J时，
由Q_吸=cm△t可得，水升高的温度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×120kg}$=50℃；
（3）该太阳能集热管5h接收的能量：
W=Pt=3.5×10³W×5×3600s=6.3×10⁷J．
答：（1）水对集热管内底部的压强为1.5×10⁴Pa；
（2）当储水箱中的水吸收的热量为2.52×10⁷J时，水升高的温度为50℃；
（3）该太阳能集热管5h接收的能量为6.3×10⁷J．

点评 本题考查了液体压强公式、吸热公式、功率公式的灵活运用，要注意p=ρgh中h是指内底部到储水箱中水面的高度．