Question

學(xué)校淋浴用的簡易太陽曬水箱內(nèi)裝水60kg，水箱玻璃蓋的面積為0.84m²．從手冊中查得，地球上與太陽光線垂直的表面接收的太陽輻射能為7.56×10⁴J/（min?m²）；這類水箱吸收太陽能的效率約為50%；散熱損失約為20%．假設(shè)使用中能夠及時調(diào)整水箱朝向，使陽光總能垂直射入玻璃蓋，計算4小時后箱中的水升高的溫度．水的比熱容為4.2×10³ J/（kg?℃）．

Answer 1

解：7.56×10⁴J/（min?m²）表示每平方米面積上，每分鐘太陽輻射的熱量為7.56×10⁴J，
所以，0.84m²面積上，4h太陽輻射到水箱處的能量：E=7.56×10⁴J/（min?m²）×240min×0.84m²，
水吸收的熱量為：Q_吸=cm△t=60kg×4.2×10³ J/（kg?℃）×△t，
Q_吸=Eη=Eη_lη₂，
所以，60kg×4.2×10³ J/（kg?℃）×△t=7.56×10⁴J/（min?m²）×240min×0.84m²×50%×（1-20%），
所以，△t=24.2℃．
答：4小時后箱中的水升高24.2℃．
分析：太陽向地球輻射熱量，輻射的熱量沒有全部被水吸收，吸收了50%，又損失了20%，也就是水吸收了太陽輻射熱的50%的80%，列出等式求出水的溫度變化量．
點評：本題涉及到熱量的兩次利用率，對學(xué)生來講是個難度．