Question

小明家新安装了一台太阳能热水器，晴天用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，其铭牌相关数据如表：

水箱容积0.1m^3	额定电压220V
集热管采光面积1.5rn2	额定功率1500W

（1）小明查阅资料得知，当地晴天平均1m²采光面在1h内接收的太阳能为2.1×10⁶ J．
则晴天时，每天日照时间按8h计算，热水器一天中接收的太阳能是多少？若这些太阳能全部被水吸收，可使满箱水的温度升高多少？[c_水=4.2×10³J/]
（2）阴天时，为使满箱水升高的温度与晴天相同，水吸收的热量50%由电辅助提供，则需电辅助正常加热多长时间？（不计热量损失）
（3）请说出利用太阳能的一个优点．

Answer

（1）已知太阳能热水器1m2面积在1h内得到的太阳辐射平均为2.1×106J，知道集热器的总有效光照面积和接收太阳能的时间，求出每天共吸收的太阳能；
已知太阳能热水器每天接收的太阳辐射能等于水吸收的热量，又知道水的体积可求水的质量，根据吸热公式求水的末温；
（2）已知电热器产生的热量和额定功率，利用公式t=得到正常加热时间；
（3）太阳能的特点：太阳能十分巨大，产生能源总量多，并且供应时间长，分布广阔，获取方便，安全清洁，不会给环境带来污染．
【解析】

（1）晴天时，热水器一天接收的太阳能：Q=2.1×106J/（m2•h）×1.5m2×8h=2.52×107J，
∵ρ=，
满箱水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg，
∵Q=cm△t，
∴水升高的温度为△t===60℃；
（2）阴天时，W=Q放=50%×Q=50%×2.52×107J=1.26×107J，
正常加热时间为t===8400s；
（3）使用太阳能热水器的好处有：无污染，是清洁能源、成本低．
答：
（1）晴天时，热水器一天接收的太阳能为2.52×107J，可以使水温升高60℃；
（2）需电辅助正常加热8400s；
（3）使用太阳能热水器的好处有：无污染，是清洁能源、成本低．