问题 问答题

小明家新安装了一台太阳能热水器,晴天用太阳能集热,阴雨天可用电辅助加热,其铭牌相关数据如表:

  水箱容积0.1m3    额定电压220V
集热管采光面积1.5rn2    额定功率1500W
(1)小明查阅资料得知,当地晴天平均1m2采光面在1h内接收的太阳能为2.1×106 J.

则晴天时,每天日照时间按8h计算,热水器一天中接收的太阳能是多少?若这些太阳能全部被水吸收,可使满箱水的温度升高多少?[c=4.2×103J/(kg-℃)]

(2)阴天时,为使满箱水升高的温度与晴天相同,水吸收的热量50%由电辅助提供,则需电辅助正常加热多长时间?(不计热量损失)

(3)请说出利用太阳能的一个优点.

答案

(1)晴天时,热水器一天接收的太阳能:Q=2.1×106J/(m2?h)×1.5m2×8h=2.52×107J,

∵ρ=

m
V

满箱水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg,

∵Q=cm△t,

∴水升高的温度为△t=

Q
cm
=
2.52×107J
4.2×103J/(kg?℃)×100kg
=60℃;

(2)阴天时,W=Q=50%×Q=50%×2.52×107J=1.26×107J,

正常加热时间为t=

W
P
=
1.26×107J
1500W
=8400s;

(3)使用太阳能热水器的好处有:无污染,是清洁能源、成本低.

答:

(1)晴天时,热水器一天接收的太阳能为2.52×107J,可以使水温升高60℃;

(2)需电辅助正常加热8400s;

(3)使用太阳能热水器的好处有:无污染,是清洁能源、成本低.

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