Question

用太阳能热水器（如图所示）代替传统的煤气或电热水器可以更好的节约能源．图中小芳经过实验发现自己家里的太阳能热水器的吸热功率为2000W【“吸热功率”是指该集热器每秒钟吸收的太阳辐射的能量（热量）】，在8个小时内将储水器中的水温从20℃加热至80℃，而的储水器的容积是200升．根据小芳的观测数据，请完成：【水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，水的比热容c=4.2×10³J/（kg?℃）】
①储水器中装满水时，水的质量是________kg；
②储水器中的水吸收的热量是________J；
③集热器8个小时吸收的太阳辐射给它的热量是________J；
④这台太阳能热水器的工作效率是________．

Answer 1

200    5.04×10⁷     5.76×10⁷     87.5%
分析：①知道储水器的容积（装满水水体积），利用密度公式求水的质量；
②求出了水的质量，知道水的初温和末温，利用吸热公式求水吸收的热量；
③知道太阳能热水器的吸热功率和时间，利用Q=W=Pt求集热器8个小时吸收的太阳辐射给它的热量；
④水吸收的热量和太阳能吸收的太阳辐射热的比值就是太阳能热水器的工作效率．
解答：
①水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg，
②水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（80℃-20℃）=5.04×10⁷J；
③集热器8个小时吸收的太阳辐射给它的热量：
Q=W=Pt=2000W×8×3600s=5.76×10⁷J；
④太阳能热水器的工作效率：
η===87.5%．
故答案为：①200；②5.04×10⁷ ；③5.76×10⁷ ；④87.5%．
点评：本题考查了学生对密度公式、吸热公式、功率公式、效率公式的掌握和运用，计算时注意单位统一，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．