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物理必考太阳能热水器有经济.安全.卫生.环保和节能等优点.图所示为一

更新时间:2024-01-22 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保和节能等优点.图所示为一种太阳能热水器,该热水器的集热器的有效采光面积为3m3,能在8h内将225L水的温度升高40℃.设热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能1.4×103J,即P0=1.4×103J/(m2?s).该太阳能热水器的效率是多大?(结果保留两位有效数字)[水的比热容c=4.2×103J/(kg?℃)].

试题答案

解:PGy物理好资源网(原物理ok网)

∵V=225L=225dm3=0.225m3,ρ=1.0×103kg/m3PGy物理好资源网(原物理ok网)

∴m=ρV=0.225m3×1.0×103kg/m3=225kg,PGy物理好资源网(原物理ok网)

则水吸收的热量:PGy物理好资源网(原物理ok网)

Q=Cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×225kg×40℃=3.78×107J;PGy物理好资源网(原物理ok网)

∵P0=1.4×103J/(m2?s),PGy物理好资源网(原物理ok网)

∴太阳能热水器8h得到太阳的辐射热量为:PGy物理好资源网(原物理ok网)

Q=3m2×8×3600s×1.4×103J/(m2?s)=1.2096×108J,PGy物理好资源网(原物理ok网)

所以,太阳能热水器的效率为:PGy物理好资源网(原物理ok网)

η==≈31%.PGy物理好资源网(原物理ok网)

答:该太阳能热水器的效率是31%.PGy物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

已知水的体积和密度,可利用公式m=ρV计算质量,已知水的比热容和温度变化,可利用公式Q=Cm△t计算水吸收的热量,已知太阳能热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能1.4×103J,已知采光面积,便可以计算出太阳能热水器8h得到太阳的辐射热量Q,最后利用公式η=计算太阳能热水器的效率.PGy物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了密度公式的应用、利用吸热公式计算热量,以及太阳能热水器的效率的问题,属于难题.PGy物理好资源网(原物理ok网)

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