问题 计算题

已知某太阳能热水器的数据如下表:(6分)

真空管直径×长度70mm×1800mm规格/支管15
外形尺寸1840mm×1597mm×1765mm保温层/mm60
水箱容量/L150采光面积/m22.1
已知我市向着阳光的地方每平方的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×106J.若每天接受太阳能的时间以8h计算,正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到60℃,则:

(1)水箱内的水共吸收多少热量?

(2)该热水器的效率多大?

答案

考点:

专题:计算题;比热容、热机、热值.

分析:(1)从表中知道热水器的容积,利用密度公式求出水的质量,又知道水温的变化和水的比热容,利用吸热公式Q=cm△t计算水吸收的热量.

(2)已知每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×106J,从而可以计算出采光面积为2.1m2的太阳能热水器8h得到的太阳辐射能,可利用公式η=计算热水器的效率.

解答:解:

(1)∵v=150L=150×10-3m3=0.15m3,ρ=1×103kg/m3

∴水的质量为:

m=ρv=1×103kg/m3×0.15m3=150kg,

又∵c=4.2×103J/(kg?℃),△t=t-t0=60℃-20℃=40℃,

∴水吸收的热量为:

Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×150kg×40℃=2.52×107J.

(2)∵每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×106J,

∴采光面积为2.1m2的太阳能热水器8h得到的太阳辐射能为:

Q=3×106J/(h?m2)×2.1m2×8h=5.04×107J,

则热水器的效率为:η===50%.

答:(1)水箱内的水共吸收2.52×107J的热量.

(2)热水器的效率为50%.

点评:本题考查了密度公式和吸热公式的应用,以及热效率的计算,能从提供的表格中搜集到有用信息是本题的关键.

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