Question

【題目】太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關信息：

其中太陽輻射功率是指1h內投射到1m2面積上的太陽能。根據表中信息，可求出水在10h內吸收的熱量是_______J，如果水吸收的熱量用天然氣提供，需要完全燃燒________m3的天然氣（天然氣的熱值為8.4×107J/m3，天然氣完全燃燒的熱量全部被水吸收），該太陽能熱水器的能量轉化效率___________。

Answer 1

【答案】2.1×107 0.25 50%

【解析】

（1）由表中數據可以知道水的質量、水的比熱容及水升高的溫度，根據吸熱公式Q吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）利用Q放=Vq的變形公式得到需要完全燃燒的天然氣的體積；
（3）由太陽輻射功率知道1h內投射到1m2面積上的太陽能，據此求出10h吸收的太陽能（總能量），根據效率的公式求太陽能熱水器的能量轉化效率。

水在l0h內吸收的熱量（有用能量）：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg℃）×100kg×50℃=2.1×107J；

如果水吸收的熱量用天然氣提供，則Q放=Q吸=2.1×107J；由Q放=Vq得，需要完全燃燒的天然氣的體積：；

10h太陽能熱水器吸收的太陽能（總能量）：E總=1.68×106J/（m2h）×2.5m2×10h=4.2×107J；則該太陽能熱水器的能量轉化效率：。