试题

已知某太阳能热水器的数据如下表：

真空管直径×长度	70mm×1800mm	规格/支管	15
外形尺寸	1840mm×1597mm×1765mm	保温层/mm	60
水箱容量/L	150	采光面积/m2	2.1

已知我市向着阳光的地方每平方的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J．若每天接受太阳能的时间以8h计算，正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到60℃，则：
（1）水箱内的水共吸收多少热量？
（2）该热水器的效率多大？

解：
（1）∵v=150L=150×10^-3m³=0.15m³，ρ=1×10³kg/m³，
∴水的质量为：
m=ρv=1×10³kg/m³×0.15m³=150kg，
又∵c=4.2×10³J/（kg·℃），△t=t-t₀=60℃-20℃=40℃，
∴水吸收的热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg·℃）×150kg×40℃=2.52×10⁷J．
（2）∵每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J，
∴采光面积为2.1m²的太阳能热水器8h得到的太阳辐射能为：
Q=3×10⁶J/（h·m²）×2.1m²×8h=5.04×10⁷J，
则热水器的效率为：η=

Q吸

Q

=

2.52×107J

5.04×107J

=50%．
答：（1）水箱内的水共吸收2.52×10⁷J的热量．
（2）热水器的效率为50%．
解：
（1）∵v=150L=150×10^-3m³=0.15m³，ρ=1×10³kg/m³，
∴水的质量为：
m=ρv=1×10³kg/m³×0.15m³=150kg，
又∵c=4.2×10³J/（kg·℃），△t=t-t₀=60℃-20℃=40℃，
∴水吸收的热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg·℃）×150kg×40℃=2.52×10⁷J．
（2）∵每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J，
∴采光面积为2.1m²的太阳能热水器8h得到的太阳辐射能为：
Q=3×10⁶J/（h·m²）×2.1m²×8h=5.04×10⁷J，
则热水器的效率为：η=

Q吸

Q

=

2.52×107J

5.04×107J

=50%．
答：（1）水箱内的水共吸收2.52×10⁷J的热量．
（2）热水器的效率为50%．