太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保和节能等优点．图所示为一种太阳能热水器，该热水器的集热器的有效采光面积为3m3，能在8h内将225L水的温度升高40℃．设热水器每平方米面积每秒

Question

太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保和节能等优点．图所示为一种太阳能热水器，该热水器的集热器的有效采光面积为3m³，能在8h内将225L水的温度升高40℃．设热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能1.4×1O³J，即P₀=1.4×1O³J/（m²•s）．该太阳能热水器的效率是多大？（结果保留两位有效数字）[水的比热容c=4.2×1O³J/（kg•℃）]．

Answer 1

∵V=225L=225dm³=0.225m³，ρ=1.0×10³kg/m³，
∴m=ρV=0.225m³×1.0×10³kg/m³=225kg，
则水吸收的热量：
Q_吸=Cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×225kg×40℃=3.78×10⁷J；
∵P₀=1.4×10³J/（m²•s），
∴太阳能热水器8h得到太阳的辐射热量为：
Q=3m²×8×3600s×1.4×10³J/（m²•s）=1.2096×10⁸J，
所以，太阳能热水器的效率为：
η=(Q吸)/(Q)=(3.78×107J)/(1.2096×108J)≈31%．
答：该太阳能热水器的效率是31%．