Diện tích tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng Mặt Trời của bộ phận hấp thụ nhiệt là bao nhiêu m 2 (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?
36/40
Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời (bình nước nóng NLMT) hoạt động dựa trên nguyên lý đối lưu nhiệt tự nhiên. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào, các bộ phận hấp thụ nhiệt (như ống chân không, ống dầu hoặc tấm phẳng) sẽ chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng để làm nóng nước trong bình chứa. Một bình nước nóng NLMT có hiệu suất \(25\% \) (nghĩa là \(25\% \) năng lượng Mặt trời dùng để làm nóng nước) làm tăng nhiệt độ của 30 lít nước từ 30oC đến 50oC trong 1 giờ khi cường độ ánh sáng Mặt Trời là \(1000\;{\rm{W}}/{{\rm{m}}^2}\). Cho nhiệt dung riêng của nước là \(4200\;{\rm{J}}/({\rm{kg}}.{\rm{K}})\), khối lượng riêng của nước là \(1000\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\). Diện tích tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng Mặt Trời của bộ phận hấp thụ nhiệt là bao nhiêu \({{\rm{m}}^2}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?
Hướng dẫn
\(m = VD = 30 \cdot {10^{ - 3}} \cdot 1000 = 30\;{\rm{kg}}\)
\(Q = mc\Delta t = 30 \cdot 4200 \cdot (50 - 30) = 252 \cdot {10^4}\;{\rm{J}}\)
\[A = \frac{Q}{H} = \frac{{252 \cdot {{10}^4}}}{{0,25}} = 1008 \cdot {10^4}\;{\rm{J}}\]
\[P = \frac{A}{t} = \frac{{1008 \cdot {{10}^4}}}{{60 \cdot 60}} = 2800\;{\rm{W}}\]
\[P = IS \Rightarrow 2800 = 1000 \cdot S \Rightarrow S = 2,8\;{{\rm{m}}^2}\]
Đáp án: 2,8