太陽能熱水器有經(jīng)濟、安全、衛(wèi)生、環(huán)保和節(jié)能等優(yōu)點.圖所示為一種太陽能熱水器,該熱水器的集熱器的有效采光面積為3m3,能在8h內(nèi)將225L水的溫度升高40℃.設熱水器每平方米面積每秒接收太陽輻射能1.4×103J,即P0=1.4×103J/(m2?s).該太陽能熱水器的效率是多大?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)[水的比熱容c=4.2×103J/(kg?℃)].
解:
∵V=225L=225dm3=0.225m3,ρ=1.0×103kg/m3,
∴m=ρV=0.225m3×1.0×103kg/m3=225kg,
則水吸收的熱量:
Q吸=Cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×225kg×40℃=3.78×107J;
∵P0=1.4×103J/(m2?s),
∴太陽能熱水器8h得到太陽的輻射熱量為:
Q=3m2×8×3600s×1.4×103J/(m2?s)=1.2096×108J,
所以,太陽能熱水器的效率為:
η==≈31%.
答:該太陽能熱水器的效率是31%.
已知水的體積和密度,可利用公式m=ρV計算質(zhì)量,已知水的比熱容和溫度變化,可利用公式Q吸=Cm△t計算水吸收的熱量,已知太陽能熱水器每平方米面積每秒接收太陽輻射能1.4×103J,已知采光面積,便可以計算出太陽能熱水器8h得到太陽的輻射熱量Q,最后利用公式η=計算太陽能熱水器的效率.
點評:本題考查了密度公式的應用、利用吸熱公式計算熱量,以及太陽能熱水器的效率的問題,屬于難題.
聯(lián)系生活——學習物理妙招:學習物理,要理順解題思路,歸納起來就是一看二想三畫圖,根據(jù)模式去解題,具體來說,就是要:首先看題,尋找題設中的關鍵字眼,理解這些字眼中的特殊含義