试应用所学知识设计一台家用太阳能热水器的晒水箱,要求装有50千克水,经过6小时曝晒后水能升温30度—40度,若这种晒水箱的热效率为40％,已知太阳光垂直照射地表面,地表吸收的辐射1.26*1000J\

Question

试应用所学知识设计一台家用太阳能热水器的晒水箱,要求装有50千克水,经过6小时曝晒后水能升温30度—40度,若这种晒水箱的热效率为40％,已知太阳光垂直照射地表面,地表吸收的辐射1.26*1000J\(秒*米的平方),那么要安装受阳光照射的面积S应在什么范围内合适.
并解释什么是热效率的相关知识点
十分着急,尽快,

Answer 1

设晒水箱的面积为S,
则：6h水箱中的水所吸收的热量Q1=1.26*1000j/(s*m2)*6*3600s*S*40%,
而水升温所吸收的热量Q2=cm△t=4.2*1000j/(kg*℃)*50kg*△t,
∵Q1=Q2 ,
∴S=[4.2*1000j/(kg*℃)*50kg*△t]/[1.26*1000j/(s*m2)*40%],
当△t=30℃时,S=0.58m2,当△t=40℃时,S=0.77m2.
在该题目中,热效率是指被晒水箱中水所吸收的热量与该面积上所得到的太阳辐射热量的比值,用%表示.
注意：该题目没考虑太阳的直射斜射问题.