新型电辅式太阳能热水器,可以在天气差、吸热功率小的情况下,启动电热管对水加热补偿.小明家购买了这样

2020-04-20 教育 118阅读
(1)当集热管平均吸热功率1250W,白天阳光照射8h时集热管吸收的太阳能为:
Q太阳=Pt=1250W×8×3600s=3.6×107J;
∵热水器的效率为56%;
∴水吸收到的热量Q吸=Q太阳×56%=3.6×107J×56%=2.016×107J;
保温箱充满水时:
水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×160×10-3m3=160kg;
由∴Q=Cm(t-t0)得:
t=t0+
Q
cm
=5℃+
2.016×107J
4.2×103J/(kg?℃)×160kg
=35℃

答:水吸收的热量是2.016×107J的太阳能,达到的温度是35℃.
(2)经上面的计算可知白天水温度已达到35℃,夜晚,小明家人需要45℃以上的洗澡水,则水需由电热管继续加热,从35℃至少升高到45℃,则吸收的热量为:
Q吸1=Cm(t1-t01)=4.2×103J/(kg?℃)×160kg×(45℃-35℃)=6.72×106J;
∵Q吸1=Q=Pt;
t=
Q
P
Q吸1
P
6.72×106J
2000W
s=3360s=0.93h

答:保温箱里的电热管至少正常工作0.93小时.
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