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太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要.它具有安全、节能、环保等优点.某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=50%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳

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时间:2024-08-17 11:51:13
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太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要.它具有安全、节能、环保等优点.某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=50%(即热水器能将照射

【专家解说】:试题答案:已知:水的质量m=100kg,水升高的温度△t=60℃,水的比热容是c=4.2×103J/(kg•℃),热效率为η=50%,太阳能热水器集热器面积为S=2m2,太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2.
求:(1)水需要吸收的热量Q吸=?;(2)需要加热的时间t=?
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×60℃=2.52×107J;
(2)热水器接收太阳能的辐射功率:
P′=PS=1.4×103W/m2×2m2=2.8×103W,
热水器将接收太阳能的辐射功率转化为水内能的功率:
P″=P′×η=2.8×103W×50%=1.4×103W,
∵Q吸=W=Pt
∴加热时间:
t=Q吸P″=2.52×107J1.4×103W=18000s=5h.
答:(1)这些水需要吸收的热量为2.52×107J;
(2)水吸收的热量由该热水器提供,需要加热5h.
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