Question

小明家住一座七層宿舍樓的五樓，每層樓高為，他家在樓頂上安裝了一臺電輔助式太陽能熱水器，接收太陽能總有效面積，能把接收的太陽能的50％轉變化為水的內能。求：

⑴ 假設小明家水管口距離五樓地面上的高度為，熱水器水箱離七樓頂面的高度也為，將的水從小明家壓到樓頂的水箱，應至少做功多少？

⑵ 天氣晴朗時，若每平方米的面積上在1小時內得到太陽輻射能平均為，這臺熱水器每天能將初溫為20℃，質量為的水加熱到多少度？（每天接收太陽能的時間以10小時計算，水的比熱容℃）。

Answer 1

答案：（1）W=mgh =100 kg×10 N/kg×（2 m+2×3 m+1 m）=9×103 J 　　
      （2）太陽能熱水器每天接收的太陽輻射能為：
        Q=2.8×106 J/（m2·h）×1.2 m2×10 h=3.36×107 J 　　
        水吸收的熱量為：　　
        Q吸=Qη=3.36×107 J×50%=1.68×107 J 　　
        又有Ｑ吸=cm（t－t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（t－20 ℃）=1.68×107 J 　　
        可得t=60 ℃