一个能装水100L的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2㎡，该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×106J∕（h•m2）．求：（1）如果每天接收太阳能的时间为8h，则该晒水箱每天可以接收多少J的

Question

一个能装水100L的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2㎡，该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×10⁶J∕（h•m²）．求：
（1）如果每天接收太阳能的时间为8h，则该晒水箱每天可以接收多少J的太阳能？
（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有50%．那么，该晒水箱一天吸收的太阳能可使50L的水从20℃升高到多少℃
（3）请说出利用太阳能热水器的优点和缺点．

Answer 1

（1）晒水箱每天可以接收的太阳能Q=3.2×10⁶J∕（h•m²）×2m²×8h=5.12×10⁷J；
（2）水的体积：
V=50L=50×10^-3m³，
根据ρ=(m)/(V)可得，水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg；
由题意可知，Q_吸=Q，即5.12×10⁷J×50%=4.2×10³J/（kg•℃）×50kg×△t；
所以，△t=121.9℃
因水在1标准大气压下温度达到100℃就沸腾，水沸腾过程温度不变，故水温度升高到100℃．
（3）优点：节约能源无污染，
缺点：把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．
答：（1）该晒水箱每天可以接收5.12×10⁷J的太阳能；
（2）水升高到100℃；
（3）优点：节约能源无污染；
缺点：把水加热到预定温度需要较长的时间，并受天气影响的制约．