某太阳能热水器,它的水箱容量为160L,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为50%,在与阳光垂直的地球表
来源:新能源网
时间:2024-08-17 09:30:55
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某太阳能热水器,它的水箱容量为160L,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为50%,在与阳光垂直的地球表【专家解说】:(1)由ρ=mV可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/
【专家解说】:(1)由ρ=mV可得,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×160×10-3m3=160kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×160kg×(80℃-30℃)=3.36×107J;
(2)根据题意可知:
Q放=Q吸=3.36×107J,
∵Q放=mq,
∴这些热量相当于完全燃烧煤气所需的质量:
m煤气=Q放q=3.36×107J4.2×107J/kg=0.8kg;
(3)这台太阳能热水器获得的辐射功率:
P太=S×1000W/m2,
由P=Wt可得,太阳照射5h获得的太阳能:
W总=P太t=S×1000W/m2×5×3600s;
由η=W有W总×100%可得:
Q吸=W有=W总×50%=S×1000W/m2×5×3600s×50%;
热水器集热器面积:
S=Q吸1000W/m2×5×3600s×50%=3.36×107J1000W/m2×5×3600s×50%≈3.73m2.
答:(1)一箱水需要吸收的热量是3.36×107J;
(2)这些热量相当于完全燃烧0.8kg煤气所放出的热量;
(3)热水器上集热器的面积至少要3.73m2.
m=ρV=1.0×103kg/m3×160×10-3m3=160kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×160kg×(80℃-30℃)=3.36×107J;
(2)根据题意可知:
Q放=Q吸=3.36×107J,
∵Q放=mq,
∴这些热量相当于完全燃烧煤气所需的质量:
m煤气=Q放q=3.36×107J4.2×107J/kg=0.8kg;
(3)这台太阳能热水器获得的辐射功率:
P太=S×1000W/m2,
由P=Wt可得,太阳照射5h获得的太阳能:
W总=P太t=S×1000W/m2×5×3600s;
由η=W有W总×100%可得:
Q吸=W有=W总×50%=S×1000W/m2×5×3600s×50%;
热水器集热器面积:
S=Q吸1000W/m2×5×3600s×50%=3.36×107J1000W/m2×5×3600s×50%≈3.73m2.
答:(1)一箱水需要吸收的热量是3.36×107J;
(2)这些热量相当于完全燃烧0.8kg煤气所放出的热量;
(3)热水器上集热器的面积至少要3.73m2.
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