Question

已知太阳正射到地球表面每平方米上的功率为1.0千瓦，现有一太阳能热水器，其收集阳光的面积为 3.0×8.0

Answer 1

解题思路：求出太阳能热水器的输入功率；

水温稳定时，输入功率与散失热量的功率相等，根据题意求出热量散失系数；

由能量守恒定律求出出水时稳定的出水温度．

太阳能热水器的输入功率：

P=3.0×8.0m²×1000W×80%=1.92×10⁴W，

根据题意设，热水器损失功率为p_损=k（t-t₀），

当热水器不出水，也不进时，热水器水的温度稳定在85℃，

这时太阳能热水器的输入功率与损失功率相等，

则1.92×10⁴W=k（85℃-25℃），解得：

k=320W/℃，

当热水器出水时，设稳定的出水温度为t′，

∵ρ=[m/V]，

∴每分钟出水质量：

[△m/△t]=ρV=1×10³kg/m³×6×10^-3m=6kg，

由能量守恒定律得：[△m/△t]c_水（t-t₀）+k（t′-t₀）=P，

即：6kg×4.2×10³J/（kg•℃）×（85℃-25℃）+320W/℃×（t′-25℃）=1.92×10⁴W，

解得：t′=51℃．

答：稳定的出水温度为51℃．

点评：

本题考点： 太阳能的其他相关计算．

考点点评： 本题难度较大，认真审题，知道稳定出水时，相等时间吸收的热量与散失的热量相等，根据题意列式即可解题．