太阳能热水器是利用太阳能来加热水的设备,在我国城乡许多屋顶上都可以看到.太阳单位时间直射到地面单位面积的能量为E0=7×103 J/(m2·s).某热水器的聚热面积S=2 m2,若每天相当于太阳直射的时间为t=4 h,太阳能的20%转化为水的内能,计算这个热水器最多能使m=500 kg的水温度升高多少?
[解析] 根据题意可知,一天当中被热水器吸收且转化为水的内能的太阳能为Q=E0·S·t·20%,这部分能量就等于被水吸收的能量Q吸=cmΔt.
每天被太阳能热水器吸收的太阳能
E=E0·S·t①
水吸收的热量:Q吸=cmΔt②
E·20%=Q吸③
由①②③式代入数值得
Δt=19.2 ℃
所以这个热水器最多能使500 kg的水温度升高19.2 ℃.
[答案] 19.2 ℃
结合能的转化和守恒定律解题.