(2010•南宁)2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术,来体现“城
来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/27 00:34:44
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如图所示的太阳能热水器,它的水箱容量为120L,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W.如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5h,那么:
(1)一箱水需要吸收的热量是多少?
(2)热水器上集热器的面积至少要多大?[水的比热容是:4.2×103J/(kg•℃)].
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(1)由ρ=
m
v得:
m=ρv水=1×103kg/m3×0.12m3=120kg;
水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×120kg×(70℃-20℃)=2.52×107J;
(2)这台太阳能热水器获得的辐射功率:
P太=s×1.4kW/m2;
由P=
W
t可得太阳照射5h获得的太阳能:
W总=P太t=s×1.4kW/m2×5h;
由η=
W有
W总可得:
Q吸′=W有=s×1.4kW/m2×5h×40%=s×1400W/m2×5×3600s×40%;
热水器集热器面积:
s=
Q吸′
1.4kW/m2×5h×40%=
2.52×107J
1400W/m2×5×3600s×40%=2.5m2.
答:(1)一箱水需要吸收的热量是2.52×107J;
(2)热水器上集热器的面积至少为2.5m2.
m
v得:
m=ρv水=1×103kg/m3×0.12m3=120kg;
水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×120kg×(70℃-20℃)=2.52×107J;
(2)这台太阳能热水器获得的辐射功率:
P太=s×1.4kW/m2;
由P=
W
t可得太阳照射5h获得的太阳能:
W总=P太t=s×1.4kW/m2×5h;
由η=
W有
W总可得:
Q吸′=W有=s×1.4kW/m2×5h×40%=s×1400W/m2×5×3600s×40%;
热水器集热器面积:
s=
Q吸′
1.4kW/m2×5h×40%=
2.52×107J
1400W/m2×5×3600s×40%=2.5m2.
答:(1)一箱水需要吸收的热量是2.52×107J;
(2)热水器上集热器的面积至少为2.5m2.
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