【題目】2010年上海世博會通過大面積推廣應(yīng)用太陽能等以低能耗、低污染、低排放為特點的綠色環(huán)保技術(shù),來體現(xiàn)“城市,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?[水的比熱容是:4.2×103J/(kg℃)].

【答案】
(1)解:由ρ= 得:

m=ρv=1×103kg/m3×0.12m3=120kg;

水吸收的熱量:

Q=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×120kg×(70℃﹣20℃)=2.52×107J


(2)解:這臺太陽能熱水器獲得的輻射功率:

P=s×1.4kW/m2;

由P= 可得太陽照射5h獲得的太陽能:

W=Pt=s×1.4kW/m2×5h;

由η= 可得:

Q′=W=s×1.4kW/m2×5h×40%=s×1400W/m2×5×3600s×40%;

熱水器集熱器面積:

s= = =2.5m2


【解析】(1)利用密度公式m=ρv先計算出水的質(zhì)量m,然后再利用熱量的計算公式Q=cm△t計算出水吸收的熱量;(2)利用熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率,計算出太陽能熱水器接受的熱量;然后再利用功率的公式P= 計算出1m2所接受的熱量,最后計算出熱水器上集熱器的面積s.
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解功率計算公式的應(yīng)用的相關(guān)知識,掌握功率的計算: P = W/tW 表示功,單位是焦(J). t表示時間 ,單位是秒(s) P表示功率,單位是瓦特(W)1 W= 1 J/s,以及對熱量的計算的理解,了解熱量的計算: ① Q = cm△t=cm(t-t0) (Q吸是吸收熱量,單位是焦耳;c 是物體比熱,單位是:焦/(千克?℃);m是質(zhì)量;t0 是初始溫度;t 是后來的溫度. )② Q =cm△t=cm(t0-t) ③ Q = Q

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