九年级物理解答题太阳能的其他相关计算｜试题答案与解析｜题霸

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九年级物理解答题一般

题目

用简易太阳能热水器代替燃料加热水不仅很方便,还能节约能源,如果水箱内装水

60kg

,玻璃盖面积为

0.84m^{2}

,地球上垂直于太阳光线的表面太阳辐射热为

7.5\times 10^{4}J/(\min \cdot m^{2})

,水箱吸收太阳能的效率为

50\%

.如果在不考虑水散热的情况下,随时调整水箱位置,使太阳光总能垂直射入玻璃盖,请计算晒水

4

小时后水温升高多少

^{\circ}\mathrm{C}

?

知识点：太阳能的其他相关计算章节：第22章能源与可持续发展 / 22.3 太阳能

答案与解析

答案

晒水

4

小时简易太阳能晒水箱接受的太阳辐射热：

Q_{总}=7.5\times 10^{4}J/(\min \cdot m^{2})\times 0.84m^{2}\times 4\times 60\min =1.512\times 10^{7}J

，
由

\eta =\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{总}}\times 100\%

可得，水吸收的热量：

Q_{吸}=Q_{总}\eta =1.512\times 10^{7}J\times 50\%=7.56\times 10^{6}J

，
由

Q_{吸}=cm\Delta t

可得，水升高的温度：

\Delta t=\frac{{Q}_{吸}}{cm}=\frac{7.56×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×60kg}=45^{\circ}\mathrm{C}

。
答：晒水

4h

后水温升高

45^{\circ}\mathrm{C}

。

解析

晒水

4

小时简易太阳能晒水箱接受的太阳辐射热：

Q_{总}=7.5\times 10^{4}J/(\min \cdot m^{2})\times 0.84m^{2}\times 4\times 60\min =1.512\times 10^{7}J

，
由

\eta =\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{总}}\times 100\%

可得，水吸收的热量：

Q_{吸}=Q_{总}\eta =1.512\times 10^{7}J\times 50\%=7.56\times 10^{6}J

，
由

Q_{吸}=cm\Delta t

可得，水升高的温度：

\Delta t=\frac{{Q}_{吸}}{cm}=\frac{7.56×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×60kg}=45^{\circ}\mathrm{C}

。
答：晒水

4h

后水温升高

45^{\circ}\mathrm{C}

。

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