Question

太陽能熱水器的吸熱板面積為2.5平方米，假設(shè)太陽投射到該區(qū)域每平方米上的輻射功率為P₀=630W，那么完成下列問題：
（1）太陽能熱水器工作時(shí)把太陽能轉(zhuǎn)換為

內(nèi)能

．
（2）該水箱容積為200L，裝滿水時(shí)．水的質(zhì)量為

200kg

．
（3）太陽照射1小時(shí)，該太陽能熱水器能吸收

5.67×10⁶

J的太陽能；
（4）理想情況下，太陽照射1h能使裝滿水的熱水器中水箱的水溫度升高

6.75

℃

Answer 1

分析：（1）太陽能熱水器可以把太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；
（2）水箱裝滿水時(shí)水的體積和箱子的容積相等，根據(jù)密度公式求出水箱內(nèi)水的質(zhì)量；
（3）知道該區(qū)域每平方米上的輻射功率和吸熱板面積，根據(jù)W=Pt求出太陽照射1小時(shí)該太陽能熱水器能吸收的熱量；
（4）知道水的質(zhì)量和比熱容以及吸收的熱量，根據(jù)Q_吸=cm△求出水吸收太陽能后水溫升高的溫度．

解答：解：（1）太陽能熱水器工作將水加熱，把太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；
（2）水箱裝滿水后，根據(jù)ρ=

m

V

可得，水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×200×10^-3m³=200kg；
（3）太陽照射1小時(shí)該太陽能熱水器能吸收的熱量：
Q_吸=2.5m²×630W/m²×3600s=5.67×10⁶ J；
（4）∵Q_吸=cm（t-t₀），
∴太陽照射1h能使裝滿水的熱水器中水箱的水溫度升高的溫度：
△t=

Q吸

cm

=

5.67×106J

4.2×103J/(kg?℃)×200kg

=6.75℃．
故答案為：（1）內(nèi)能；（2）200kg；（3）5.67×10⁶ ；（4）6.75．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了太陽能的轉(zhuǎn)化和密度公式、做功公式、吸熱公式的應(yīng)用，與生活息息相關(guān)，讓學(xué)生覺得學(xué)習(xí)物理有用．