Question

20．用简易太阳晒水箱“晒”水用来淋浴，水箱内有80kg的水，晒水箱面积0.84m²，地球表面接收太阳辐射热为8.0×10⁴J/（min•m²）【每平方米面积上每分钟接收太阳辐射热为8.0×10⁴J】，水箱热效率为50%，在不考虑水散热的情况下，计算出晒水5h水温升高多少？这5h内接收的太阳辐射相当“220V  1000W”的电炉正常工作多长时间？

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%，由此计算水吸收的热量，由Q=cm△t求出水的温度变化量；
由Q=W=Pt计算电炉正常工作时间．

解答 解：
由题水箱有效接收的热量：
Q_吸=0.84m²×5×60min×8.0×10⁴J/（min•m²）×50%=1.008×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水升高的温度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=30℃；
5h内接收的太阳辐射的热为：
Q=0.84m²×5×60min×8.0×10⁴J/（min•m²）=2.016×10⁷J，
由题知Q=W=Pt，所以电炉正常工作时间：
t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{1000W}$=20160s=5.6h．
答：晒水5h水温升高30℃，5h内接收的太阳辐射相当“220V  1000W”的电炉正常工作5.6h．

点评 本题考查了热量计算公式和电热计算公式的应用，明确题意，灵活运用公式即可解题．