简易太阳能热水器内装80L水，集热管受光面积1.2m2，太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是4.2×104/（m2•min），如果60%的热量被水吸收，问：水晒5h后水温升高多少摄氏度？（水的比热容是4.2×10

Question

简易太阳能热水器内装80L水，集热管受光面积1.2m²，太阳每分钟辐射到1m²面积上的热量是4.2×10⁴/（m²•min），如果60%的热量被水吸收，问：水晒5h后水温升高多少摄氏度？（水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃））

Answer 1

太阳每分钟辐射到1m²面积上的热量是4.2×10⁶J，
太阳能热水器5h得到太阳的辐射热量为：
Q=1.2m²×5×60min×4.2×10⁴J/（m²•min）=1.512×10⁷J，
水吸收的热量：Q_吸=Qη=1.512×10⁷J×60%=9.072×10⁶J，
由ρ=(m)/(V)可知，水的质量：m=ρV=1×10³kg/m³×80×10^-3m³=80kg，
由Q=mc△t可知，水升高的温度：
△t=(Q吸)/(mc)=(9.072×106J)/(80kg×4.2×103J/(kg•℃))=27℃，
答：水晒5h后水温升高27摄氏度．