Question

20．用簡易太陽曬水箱“曬”水用來淋浴，水箱內(nèi)有80kg的水，曬水箱面積0.84m²，地球表面接收太陽輻射熱為8.0×10⁴J/（min•m²）【每平方米面積上每分鐘接收太陽輻射熱為8.0×10⁴J】，水箱熱效率為50%，在不考慮水散熱的情況下，計算出曬水5h水溫升高多少？這5h內(nèi)接收的太陽輻射相當“220V  1000W”的電爐正常工作多長時間？

Answer 1

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%，由此計算水吸收的熱量，由Q=cm△t求出水的溫度變化量；
由Q=W=Pt計算電爐正常工作時間．

解答 解：
由題水箱有效接收的熱量：
Q_吸=0.84m²×5×60min×8.0×10⁴J/（min•m²）×50%=1.008×10⁷J，
由Q_吸=cm△t可得，水升高的溫度：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.008×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×80kg}$=30℃；
5h內(nèi)接收的太陽輻射的熱為：
Q=0.84m²×5×60min×8.0×10⁴J/（min•m²）=2.016×10⁷J，
由題知Q=W=Pt，所以電爐正常工作時間：
t=$\frac{Q}{P}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{1000W}$=20160s=5.6h．
答：曬水5h水溫升高30℃，5h內(nèi)接收的太陽輻射相當“220V  1000W”的電爐正常工作5.6h．

點評 本題考查了熱量計算公式和電熱計算公式的應用，明確題意，靈活運用公式即可解題．