Question

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“城市，让生活更美好”

Answer 1

解题思路：（1）水箱装满水时水的体积和水箱的容积相等，利用密度公式m=ρV先计算出水的质量m，再利用热量的计算公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出水吸收的热量；

（2）根据效率公式求出热水器上集热器吸收的热量，根据P=[W/t]求出集热管获得的太阳辐射功率，再根据地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率求出热水器上集热器的最小面积．

（1）一箱水中水的体积：

V=100L=100dm³=0.1m³，

由ρ=[m/V]得，整箱水的质量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg，

水吸收的热量：

Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×100kg×（70℃-10℃）=2.52×10⁷J；

（2）由η=

Q吸

E×100%可得，热水器上集热器吸收的热量：

E=

Q吸

η=

2.52×107J

40%=6.3×10⁷J，

集热管获得的太阳辐射功率：

P_获得=[E/t]=

6.3×107J

5×3600s=3500W，

热水器上集热器的最小面积：

S=[3500W/1400W/S]=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要2.5m²．

点评：

本题考点： 太阳能热水器中的热量计算．

考点点评： 本题考查了关于对太阳能热水器的原理的理解以及相关的热量计算，计算过程中注意单位的换算1L=1dm3．