Question

太陽能熱水器將質(zhì)量200kg，初溫為30℃的水加熱到80℃，則：
（1）這些水需要吸收多少熱量？
（2）該太陽能熱水器集熱器面積為S=2m²，熱效率為η=50%（即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的50%轉(zhuǎn)化為水的熱能）該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×10³W/（m²?s）在第（1）小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多長時間？

Answer 1

分析：（1）知道水的質(zhì)量、初溫、末溫和比熱，根據(jù)公式Q_吸=cm（t-t₀）可以求出水吸收的熱量；
（2）根據(jù)題意可求每秒水吸收的熱量，又知道水吸收的熱量，求需要的加熱時間．

解答：解：（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg?℃）×200kg×（80℃-30℃）
=4.2×10⁷J；
（2）熱水器每秒吸收的熱量：
Q_吸′=PSt×50%=1.4×10³W/（m²?s）×2m²×1s×50%=1.4×10³J，
∴加熱時間：
t=

4.2×107J

1.4×103J/s

=3×10⁴s≈8.3h．
答：（1）這些水需要吸收的熱量是4.2×10⁷J；
（2）水吸收的熱量由該熱水器提供，需要加熱8.3小時．

點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對熱量的計(jì)算和能量的利用率的運(yùn)用，要學(xué)會審題，從復(fù)雜的題干中搜集有用信息．本題知識點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，屬于難題．