Question

12．明家有一太陽能熱水器，內(nèi)裝有50L的水，已知地表上與太陽光垂直的表面接受的太陽輻射能E=7×10⁵J/（min•m²），假設(shè)該熱水器吸收太陽能的效率為50%，若陽光垂直照射水箱吸熱面30min，使水箱內(nèi)水的溫度從25℃升高到40℃．求：
（1）30min內(nèi)水箱內(nèi)水吸收的熱量．
（2）該熱水器的吸熱面積．

Answer 1

分析 （1）已知水的體積，根據(jù)m=ρV求出質(zhì)量；利用熱量計(jì)算公式Q=cm△t計(jì)算水吸收的熱量；
（2）根據(jù)接收太陽能E和受熱時(shí)間即可求出曬水箱的受熱面積．

解答 解：（1）已知水的體積V=50L=50dm³=0.05m³，
水的質(zhì)量m=ρV=1×10³kg/m³×0.05m³=50kg，
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×（40℃-25℃）=3.15×10⁶J，
（2）由于Q=EtSη，
所以S=$\frac{Q}{Etη}$=$\frac{3.15×1{0}^{6}J}{7×1{0}^{5}J/（min•{m}^{2}）×30min×50%}$=0.3m²．
答：（1）30min內(nèi)水箱內(nèi)水吸收的熱量為3.15×10⁶J．
（2）該熱水器的吸熱面積為0.3m²．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱量公式的運(yùn)用和計(jì)算，聯(lián)系實(shí)際生活問題，把物理知識(shí)應(yīng)用到生活中去，鍛煉了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力．