Question

17．某太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]求：
（1）热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）热水器5小时内接收到的太阳能是多少？
（3）热水器的效率．

Answer 1

分析 （1）已知水的质量、比热容、初温和末温，根据Q_吸=cm（t-t₀）计算水吸收的热量；
（2）太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能；
（3）根据η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%计算热水器的效率．

解答 解：（1）热水器中的水吸收的热量：
Q_吸=c_水m（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（40℃-20℃）=8.4×10⁶J；
（2）根据题意可知，热水器5小时内接收到的太阳能：
E=4.2×10⁶J/h×5h=2.1×10⁷J；
（3）热水器的效率：
η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$×100%=$\frac{8.4×1{0}^{6}J}{2.1×1{0}^{7}J}$×100%=40%．
答：（1）热水器中水吸收了8.4×10⁶J的热量；
（2）热水器5小时内接收的太阳能是2.1×10⁷J；
（3）热水器的效率是40%．

点评 本题考查了吸热公式、效率公式的应用，关键是从能量转化的角度来理解效率公式．