经验表明,自制家用太阳能热水器的效率,在夏天时可达所接收的天阳能总量的50%;已知在地球表面,晴天时对垂直于阳光的表面接收到的热辐射为8×104J/(min•m2),太阳能热水器的水箱内装水60kg,玻璃盖面积为0.84m2,并随时调整水箱位置使阳光总能垂直射入玻璃盖,计算:
(1)晒水4h后水温升高多少?
(2)若要用干木材将同样多的水升高相同的问题,至少需要干木材多少千克?(不考虑热损失,干木材的热值q=1.2×107J/kg)
解析:
(1)太阳能热水器4h接收的太阳辐射能为:
Q=8×104J/(min•m2)×0.84m2×4×60min
=1.6128×107J,
水吸收的热量为:
Q吸=Qη
=1.6128×107J×50%
=8.064×106J;
由于Q吸=cm△t,则水箱中60kg水的温度能升高的温度:
(2)根据Q=mq得需要的木材质量为:
故
(1)晒4h后水的温度能升高32℃;
(2)至少需要干木材0.672kg。
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