登录
30. 太阳能清洁无污染,取之不尽,用之不竭,是未来理想的能源之一。某地太阳能辐射到每平方米的地面的平均功率 $P = 1.4 × 10^{3}W$,已知太阳能热水器集热器面积 $S = 2m^{2}$,在该地用太阳能热水器将质量为 $100kg$、初温为 $30^{\circ}C$ 的水加热到 $60^{\circ}C$ 需要 $5h$。
(1)这些水吸收了多少热量？
(2)太阳能热水器 $5h$ 接收到的能量是多少？
(3)太阳能热水器的加热效率是多少？
(1)这些水吸收了多少热量？
(2)太阳能热水器 $5h$ 接收到的能量是多少？
(3)太阳能热水器的加热效率是多少？
答案
（1）1.26×10⁷J （2）5.04×10⁷J （3）25%
解析
（1）水吸收的热量：$Q_{吸}=cm(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\, J/(kg\cdot^{\circ}C)× 100\, kg×(60^{\circ}C-30^{\circ}C)=1.26× 10^{7}\, J$
（2）太阳能热水器$5\, h$接收到的能量：$E=PtS=1.4× 10^{3}\, W× 5× 3600\, s× 2\, m^{2}=5.04× 10^{7}\, J$
（3）太阳能热水器的加热效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}× 100\%=\frac{1.26× 10^{7}\, J}{5.04× 10^{7}\, J}× 100\% = 25\%$
（2）太阳能热水器$5\, h$接收到的能量：$E=PtS=1.4× 10^{3}\, W× 5× 3600\, s× 2\, m^{2}=5.04× 10^{7}\, J$
（3）太阳能热水器的加热效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}× 100\%=\frac{1.26× 10^{7}\, J}{5.04× 10^{7}\, J}× 100\% = 25\%$
