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杭州向阳处每平方米面积在1小时内得到的太阳辐射能平均为4.0×106焦.如图为SQB型太阳能电辅热热水器,参数如下:型号外形尺寸光照面积水箱容积电加热器毫米平方米升电压(伏)电功率
题目详情
![](https://www.zaojiaoba.cn/2018-08/13/1534169768-2142.jpg)
如图为SQB型太阳能电辅热热水器,参数如下:
型号 | 外形尺寸 | 光照面积 | 水箱容积 | 电加热器 | |
毫米 | 平方米 | 升 | 电压(伏) | 电功率(瓦) | |
SQB20/1.35/3 | 1190×1250×1190 | 1.35 | 100 | 220 | 1500 |
(1)该太阳能热水器的总有效接收光照的面积为1.35m2,如果以接收太阳能l0小时/日计算,每天共吸收多少太阳能?
(2)如果该太阳能热水器每天(日照为l0小时/日)能将满水箱的水从20℃加热到80℃,请你计算该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率是多少?
(3)已知液化石油气完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,若用燃气热水器将满水箱的水从20℃加热到80℃,则需要多少费用?(杭州气价设为3元/米3,燃气的密度为0.72千克/米3)
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答案和解析
(1)太阳能热水器接收的太阳能Q总=4.0×106J/(h•m2)×10h×1.35m2=5.4×107J;
(2)∵ρ=
∴水的质量m水=ρ水V水=1×103kg/m3×100×10-3m3=100kg,
水吸收的热量Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(80℃-20℃)=2.52×107J,
该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率:
η=
×100%=
×100%≈46.7%;
(3)∵Q吸=60%Q放
∴燃烧石油气放出的热量:
Q放=
=
=4.2×107J,
∵Q放=mq
∴燃烧石油气的质量:
m气=
=
=1.2kg,
∵ρ=
∴石油气的体积:
V气=
=
≈1.67m3,
费用=3元/m3×1.67m3=5元.
答:(1)每天共吸收5.4×107J太阳能;
(2)该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率是46.7%;
(3)需要5元费用.
(2)∵ρ=
m |
V |
∴水的质量m水=ρ水V水=1×103kg/m3×100×10-3m3=100kg,
水吸收的热量Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(80℃-20℃)=2.52×107J,
该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率:
η=
Q吸 |
Q总 |
2.52×107J |
5.4×107J |
(3)∵Q吸=60%Q放
∴燃烧石油气放出的热量:
Q放=
Q吸 |
60% |
2.52×107J |
60% |
∵Q放=mq
∴燃烧石油气的质量:
m气=
Q放 |
q |
4.2×107J |
3.5×107J/kg |
∵ρ=
m |
V |
∴石油气的体积:
V气=
m气 |
ρ气 |
1.2kg |
0.72kg/m3 |
费用=3元/m3×1.67m3=5元.
答:(1)每天共吸收5.4×107J太阳能;
(2)该太阳能热水器将太阳能转化为水的热能的效率是46.7%;
(3)需要5元费用.
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