Question

【题目】如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2 ， 每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/（kg℃），水的密度为1.0×103kg/m3]，求：
（1）热水器中水的质量；
（2）一天内热水器中的水吸收的热量；
（3）热水器在冬季的效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：热水器中水的体积

V=100L=100dm3=0.1m3，

由ρ= 得水的质量：

m=ρV=1×103kg/m3×0.1m3=100kg；

答：热水器中水的质量为100kg；

（2）解：一天内热水器中的水吸收的热量：

Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×100kg×（60℃﹣20℃）=1.68×107J；

答：一天内热水器中的水吸收的热量1.68×107J；

（3）解：一天内热水器接收太阳能的能量：

E=2.8×106J/（m2h）×1.5m2×8h=3.36×107J，

热水器在冬季的效率：

η= ﹣ ×100%=50%．

答：热水器在冬季的效率为50%．

【解析】（1）知道热水器中水的体积，利用m=ρV求水的质量；（2）知道水的质量、比热容、水的温度变化，利用Q吸=cm△t求一天内热水器中的水吸收的热量；（3）求出一天内热水器接收太阳能的能量，热水器在冬季的效率等于水吸收的热量与接收的太阳能之比．