Question

太阳能热水器的吸热板面积为2.5平方米，假设太阳投射到该区域每平方米上的辐射功率为P₀=630W，那么完成下列问题：
（1）太阳能热水器工作时把太阳能转换为

内能

．
（2）该水箱容积为200L，装满水时．水的质量为

200kg

．
（3）太阳照射1小时，该太阳能热水器能吸收

5.67×10⁶

J的太阳能；
（4）理想情况下，太阳照射1h能使装满水的热水器中水箱的水温度升高

6.75

℃

Answer 1

分析：（1）太阳能热水器可以把太阳能转化为水的内能；
（2）水箱装满水时水的体积和箱子的容积相等，根据密度公式求出水箱内水的质量；
（3）知道该区域每平方米上的辐射功率和吸热板面积，根据W=Pt求出太阳照射1小时该太阳能热水器能吸收的热量；
（4）知道水的质量和比热容以及吸收的热量，根据Q_吸=cm△求出水吸收太阳能后水温升高的温度．

解答：解：（1）太阳能热水器工作将水加热，把太阳能转化为水的内能；
（2）水箱装满水后，根据ρ=

m

V

可得，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg；
（3）太阳照射1小时该太阳能热水器能吸收的热量：
Q_吸=2.5m²×630W/m²×3600s=5.67×10⁶ J；
（4）∵Q_吸=cm（t-t₀），
∴太阳照射1h能使装满水的热水器中水箱的水温度升高的温度：
△t=

Q吸

cm

=

5.67×106J

4.2×103J/(kg?℃)×200kg

=6.75℃．
故答案为：（1）内能；（2）200kg；（3）5.67×10⁶ ；（4）6.75．

点评：本题考查了太阳能的转化和密度公式、做功公式、吸热公式的应用，与生活息息相关，让学生觉得学习物理有用．