问题
问答题
下表是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20℃的水将保温桶充满．假设热水器接收到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：
| 保温桶容积（L） | 150 | ||
| 采光面积（m2） | 2.5 | ||
| 水温（℃） | 夏天 | 45～90 | |
| 冬天 | 40～60 | ||
| 电热管 | 220V 2000W | ||
（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需热多长时间？
（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点．
答案
（1）保温箱充满水时：
水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×150×10-3m3=150kg；
当最好的日光充分照射下，水温达到最高值，t=90℃，
∴Q吸=C水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×150kg×（90℃-20℃）=4.41×107J；
∵太阳能有50%被水吸收；
∴Q太阳=
=Q吸 50%
=8.82×107J；4.41×107J 50%
答：在最好的日光充分照射下，当水温恰好达到最高时，需要吸收8.82×107J的太阳能．
（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，不计热量损失时；即：Q吸=Q电；
又∵Q电=Pt；
∴t=
=Q电 P
=Q吸 P
=22050s=6.125h；4.41×107J 2000W
答：若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需加热6.125小时．
（3）普通的电热水器需消耗电能，煤气热水器需消耗煤气、燃烧时会产生废气污染空气，而太阳能热水器都避免这些，具有节能、无污染、环保、高效利用太阳能．
答：太阳能热水器的优点是：节能、无污染、环保、高效利用太阳能．