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15.某太陽能熱水器中裝有 40L 的水,陽光照射一段時間后,水溫從 10℃升高 50℃,已知 c =4.2×103J/(kg•℃).求:
(1)這段時間熱水器中的水所吸收的熱量;
(2)如果這段時間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是 2.8×107J,則這段時間該熱水 器的效率是多少?
(3)就如何提高太陽能熱水器的效率,談一談你的構(gòu)想.(寫一點)

分析 (1)先根據(jù)密度公式的變形公式求出水的質(zhì)量,又知道水的比熱容和溫度變化量,利用吸熱公式Q=cm△t計算水吸收的熱量(有用能量);
(2)又熱水器接收到太陽輻射的熱量,利用效率公式求該熱水器的效率;
(3)從水箱的保溫效果、吸熱管的接收面積和材料性能等方向進行解答.

解答 解:(1)水的體積V=40L=40dm3=0.04m3,
由ρ=mV得,水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg,
則水所吸收的熱量
Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×50℃=8.4×106J.
(2)熱水器接收到太陽輻射的熱量Q=2.8×107J,
則這段時間該熱水器的效率:
η=QQ×100%=8.4×106J2.8×107J×100%=30%.
(3)影響太陽能熱水器效率的因素有:水箱的保溫效果,吸熱管的接收面積,吸熱管材料性能的優(yōu)差等,
因此可以增強水箱的保溫效果(或增大吸熱管的接收面積或選擇優(yōu)質(zhì)的吸熱管材料)來提高太陽能熱水器的效率.
答:(1)這段時間該熱水器中的水吸收的熱量為8.4×106J;
(2)該熱水器的效率是30%;
(3)可以增強水箱的保溫效果(或增大吸熱管的接收面積或選擇優(yōu)質(zhì)的吸熱管材料)來提高太陽能熱水器的效率.

點評 本題考查了學生對吸熱公式和效率公式的運用,要學會審題,從復雜的題干中搜集有用信息,計算時注意溫度升高了(△t)、升高(△t)和升高到(末溫)的區(qū)別.

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