2010年上海世博會(huì)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(diǎn)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100L，

2010年上海世博會(huì)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(diǎn)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100L，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10℃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?℃）]．

物理人氣：907 ℃時(shí)間：2020-05-12 05:33:20

優(yōu)質(zhì)解答

（1）一箱水中水的體積：
V=100L=100dm³=0.1m³，
由ρ=

得，整箱水的質(zhì)量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg，
水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（70℃-10℃）=2.52×10⁷J；
（2）由η=

Q吸

×100%可得，熱水器上集熱器吸收的熱量：
E=

Q吸

2.52×107J

40%

=6.3×10⁷J，
集熱管獲得的太陽輻射功率：
P_獲得=

6.3×107J

5×3600s

=3500W，
熱水器上集熱器的最小面積：
S=

3500W

1400W/S

=2.5m²．
答：（1）一箱水需要吸收的熱量是2.52×10⁷J；
（2）熱水器上集熱器的面積至少要2.5m²．

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