太阳能是一种清洁、无污染的理想能源。上蔡县盛夏的一天,在阳光的照射下,能将内盛有100L的水,温度升高50℃,求:
(1)这些水吸收了多少的热量?
(2)这些热量相当于完全燃烧多少m3的液化石油气?(液化石油气的热值q=4.2×107(J/m3))
(3)晴天平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为3.3×106J.若该热水器接受太阳能的有效面积为2m2,每天日照时间按8h,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?
(4)这台太阳能热水器的效率是多少?
(1)先根据密度公式求出水的质量,再根据吸热公式求出这些水吸收了的热量;
(2)由题意知,液化石油气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸,再利用Q=Vq求出液化石油气的体积;
(3)首先计算2m2每小时接收的太阳能,然后乘以每天日照时间按8h,就可计算出一天中接收的太阳能;
(4)根据η=×100%求出这台太阳能热水器的效率。
【解答】解:(1)水的体积V水=100L=100dm3=0.1m3,
由ρ=得,水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg,
则水吸收的热量:
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×50℃=2.1×107J;
(2)由题意知,液化石油气完全燃烧放出的热量:
Q放=Q吸=2.1×107J,
由Q=Vq得,需要液化石油气的体积:
V===0.5m3;
(3)热水器一天中接收的太阳能:
E=3.3×106J/(m2•h)×2m2×8h=5.28×107J;
(4)则这台太阳能热水器的效率:
η=×100%=×100%≈39.8%。
答:(1)这些水吸收了2.1×107J的热量;
(2)这些热量相当于完全燃烧0.5m3的液化石油气;
(3)它一天中接收的太阳能(E)约为5.28×107J;
(4)这台太阳能热水器的效率是39.8%。