Question

17．太陽能熱水器是將太陽能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能的裝置，在我省云南有廣泛的應(yīng)用．如圖所示為某品牌的太陽能熱水器．已知熱水器容積為100L，受熱面積為2.5m²，太陽輻射的功率為1200W/m²．熱水器裝滿水后，水溫從20℃上升到80℃用時5h．求：
（1）水的質(zhì)量是多少？
（2）水吸收的熱量是多少？
（3）太陽輻射給熱水器的能量是多少？
（4）熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)密度的變形公式m=ρV計算水的質(zhì)量；
（2）根據(jù)水的吸熱公式Q_吸=cm△t計算；
（3）根據(jù)公式W=Pt計算；
（4）根據(jù)公式η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%計算．

解答 解：（1）因?yàn)棣?$\frac{m}{V}$，所以水的質(zhì)量m=ρV=1×10³kg/m×100×10^-3m³=100kg；
（2）水吸收的熱量Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（80℃-20℃）=2.52×10⁷J；
（3）太陽輻射給熱水器的能量W=Pt=1200W/m²×2.5m²×5×3600s=5.4×10⁷J；
（4）熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%=$\frac{2.52×1{0}^{7}J}{5.4×1{0}^{7}J}$×100%≈46.7%．
答：（1）水的質(zhì)量是100kg；
（2）水吸收的熱量是2.52×10⁷J；
（3）太陽輻射給熱水器的能量是5.4×10⁷J；
（4）熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是46.7%．

點(diǎn)評 本題考查太陽能熱水器中的熱量計算、密度公式的運(yùn)用，解答此題的關(guān)鍵是熟記相關(guān)的計算公式．