太阳能的相关计算 知识点题库

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容C=4.2×10³J/（kg•℃）]

（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；

（3）热水器的效率η．

“清华阳光”系列太阳能的数据如下：

真空管直径×长度（mm）	70×1800	规格（支管）	15
外形尺寸（mm）	1840×1597×1765	保温层（mm）	60
水箱容量（L）	150	采光面积（m2）	2.1

（1）已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J．若每天接收太阳能的时间以8h计算．热水器能把接收到的太阳能的50%转变成水的内能，在正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度？（已知c_水=4.2×10³J/（kg•℃））

（2）如果换用一台标有“220V1500W”的电热水器在额定电压下工作，把同样的一箱水加热升高相同的温度需要多长时间？

相对普通晶硅光伏电池而言，薄膜光伏电池具有重量轻、厚度薄、可弯曲、成本低等优点．薄膜光伏电池是将光能转化为 能．薄膜光伏发电站功率为0.7×10⁶W；晶硅光伏发电站功率为1×10⁶W（电站面积均为1万平方米）．若太阳的平均辐射功率为600W/m² ， 则薄膜光伏发电能量转换效率为　 （保留一位小数）．

生活在北方，到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，则：

型号V﹣55	额定容积100L
额定电压220V	额定频率50Hz
额定功率1500W	防水等级△

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到40℃．求：

2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题．

如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：

去年，在农村有一个项目投放了大量的广告，说在家庭里安装一个光伏微型发电装置，若天气晴朗，利用这个装置一天可以发电十度左右，不但自家够用了，而且还可以把多余的电卖给国家电网，实在是一举两得．

请回答下面几个问题：

连云港市第一座光伏电站采用晶体硅光伏发电系统，利用太阳能发电，功率为3.2×10⁶W．太阳能是清洁（选填“可再生”或“不可再生”）能源．假设一年平均有效发电时间为1200h，则年发电量可达 kW•h．

阅读以下短文，回答问题

【太阳能热水器】

太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要．它具有安全、节能、环保等优点．如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空．如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．玻璃吸热管工作原理如图乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热．向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度．玻璃吸热管具有吸热保温作用．请回答以下问题：

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．试求：

太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为J，这些热量相当于完全燃烧m³的天然气放出的热量．（天然气的热值取7×10⁷J/m³ ， 水的比热容C_水=4.2×10³J/（kg•℃））．我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋．已知原油的热值为4.4×10⁷J/kg，完全燃烧1kg原油，能释放出J的热量，这些热量若只有4 2%被水吸收，则可以使常温下kg的水温度上升2 0℃．自2008年6月1日起，我国开始限制塑料袋的使用，目的是（写出一条即可）．

某品牌太阳能热水器集热器面积S=2m² ， 热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×10³W/m²（即平均每平方米每秒钟太阳能辐射能为1.4×10³J），将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃，求：[水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）]

2016年7月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图所示）降落在阿联酋阿布扎比机场，完成人类首次太阳能环球飞行壮举．这次飞行共经历了十段航程，途径我国重庆和南京两个城市．整个飞行过程中，飞机依靠太阳能为平均功率10kW的电动机提供动力，首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油，成功地向人们传播了新能源理念．某日，日照持续15h，白天高效太阳能电池板将太阳能E的25%转化为电能，若其中一部分电能全部为电动机提供动力，另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电，其充电效率为90%．夜间飞行时，如果锂离子电池将储备的能量全部释放，为电动机提供动力．

太阳能热水器具有安全、节能、环保等优点，某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120Kg，集热管长1.8m，内底部到储水箱中水面的高度为1.5m．若某地太阳光照射的时间为平均每天5h，太阳能辐射到集热管上的平均功率为3.5×10³W．[c_水=4.2×10³J/（Kg•℃），g取10N/Kg，ρ_水=1.0×10³Kg/m³]求：

如图所示的新型LED路灯采用风光互补供电设备，它的顶端装有风力发电机，杆上链接着太阳能电池板，在电池板下边接入LED灯头，可以由太阳能电池板、小型风力发电机各自给蓄电池充电，供LED灯夜间照明。风能和太阳能都属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；它们在充电时把获得的电能转化为能储存起来。若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板上的能量为2.7×10⁷J，这些能量经转化后，可供额定功率为30W的路灯正常工作70h，那么该太阳能路灯的能量转化效率可达到。

如图所示是工程师们设计的一款质量为700kg的太阳能汽车，每个汽车轮胎与地面的接触面积为25cm² ， 时速最高为72km/h。已知地面上1m²的面积上接受太阳光的功率为1.4kW，太阳能电池的能量转化效率为40%，汽车行驶过程中的平均阻力为车重的0.02倍，车身最多能敷设的太阳能电池板的面积为6m²。老式汽车发动机把汽油燃烧能量转化为动能的效率为10%。汽油的热值是4.6×10³Jkg，g取10N/kg，求：

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中100L，初温为20℃的水升高到40℃，求：

人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等。太阳能热水器利用真空热水管给水加热，如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m² ， 每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×10⁶J，该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能，若光照6h可以使热水器内初温为15℃，质量为100kg的水温度升高到多少℃？[c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]

太阳能电池板在太阳光照射下发电的技术叫光伏发电.光伏发电技术已走向许多百姓家，小玲所在的物理兴趣小组对光伏发电进行了调查与研究。

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息．其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能．求：

太阳照射时间（h）	装水量（kg）	吸热板面积 （m2）	水升高的温度 （℃）	水的比热容J/（kg·℃）	太阳辐射功率J/（m2·h）
10	100	2.5	50	4.2×103	1.68×106