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某太陽能熱水器,它的水箱容量為160L,熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為50%,在與陽光垂直的地球表

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 09:30:55
熱度:

某太陽能熱水器,它的水箱容量為160L,熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為50%,在與陽光垂直的地球表【專家解說】:(1)由ρ=mV可得,水的質(zhì)量:m=ρV=1.0×103kg/

【專家解說】:(1)由ρ=mV可得,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×160×10-3m3=160kg,
水吸收的熱量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×160kg×(80℃-30℃)=3.36×107J;
(2)根據(jù)題意可知:
Q放=Q吸=3.36×107J,
∵Q放=mq,
∴這些熱量相當(dāng)于完全燃燒煤氣所需的質(zhì)量:
m煤氣=Q放q=3.36×107J4.2×107J/kg=0.8kg;
(3)這臺(tái)太陽能熱水器獲得的輻射功率:
P太=S×1000W/m2,
由P=Wt可得,太陽照射5h獲得的太陽能:
W總=P太t=S×1000W/m2×5×3600s;
由η=W有W總×100%可得:
Q吸=W有=W總×50%=S×1000W/m2×5×3600s×50%;
熱水器集熱器面積:
S=Q吸1000W/m2×5×3600s×50%=3.36×107J1000W/m2×5×3600s×50%≈3.73m2.
答:(1)一箱水需要吸收的熱量是3.36×107J;
(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒0.8kg煤氣所放出的熱量;
(3)熱水器上集熱器的面積至少要3.73m2.