Question

【題目】現在許多城市通過大面積推廣應用太陽能等以低能耗、低污染、低排放為特點的綠色環保技術，來體現“節能環保，讓生活更美好”的主題。如圖所示的太陽能熱水器，它的水箱容量為120L，熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為40%，在與陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為P=1400W。如果將整箱水的溫度從20℃加熱到70℃，需要陽光照射5h，那么：

（1）一箱水需要吸收的熱量是多少？

（2）熱水器上集熱器的面積至少要多大？

Answer 1

【答案】（1）2.52×107J （2）2.5m2

【解析】

（1）由ρ＝得：m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg；水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg℃)×120kg×(70℃20℃)＝2.52×107J；（2）這臺太陽能熱水器獲得的輻射功率：P太＝S×1.4kW/m2；由P可得太陽照射5h獲得的太陽能：W總＝P太t＝S×1.4kW/m2×5h；由η可得：Q吸′＝W有＝S×1.4kW/m2×5h×40%＝S×1400W/m2×5×3600s×40%；熱水器集熱器面積：S2.5m2。