Question

学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水60kg，水箱玻璃盖的面积为0.84m²．从手册中查得，地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为7.56×10⁴J/；这类水箱吸收太阳能的效率约为50%；散热损失约为20%．假设使用中能够及时调整水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4小时后箱中的水升高的温度．水的比热容为4.2×10³ J/．

Answer

太阳向地球辐射热量，辐射的热量没有全部被水吸收，吸收了50%，又损失了20%，也就是水吸收了太阳辐射热的50%的80%，列出等式求出水的温度变化量．
【解析】
7.56×104J/（min•m2）表示每平方米面积上，每分钟太阳辐射的热量为7.56×104J，
所以，0.84m2面积上，4h太阳辐射到水箱处的能量：E=7.56×104J/（min•m2）×240min×0.84m2，
水吸收的热量为：Q吸=cm△t=60kg×4.2×103 J/（kg•℃）×△t，
Q吸=Eη=Eηlη2，
所以，60kg×4.2×103 J/（kg•℃）×△t=7.56×104J/（min•m2）×240min×0.84m2×50%×（1-20%），
所以，△t=24.2℃．
答：4小时后箱中的水升高24.2℃．