Hình bên là máy nước nóng năng lượng mặt trời. Máy gồm có hai bộ phận chính là bộ phận thu nhiệt có diện tích 2 m^2 và bộ phận giữ nhiệt dùng để chứa nước (bình bảo ôn). Biết nhiệ
23/28
Hình bên là máy nước nóng năng lượng mặt trời. Máy gồm có hai bộ phận chính là bộ phận thu nhiệt có diện tích \(2{{\rm{m}}^2}\) và bộ phận giữ nhiệt dùng để chứa nước (bình bảo ôn). Biết nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, khối lượng riêng thu nhiệt của nước là \(1000{\rm{\;kg}}/{{\rm{m}}^3}\), nhiệt độ sôi của nước là \({100^ \circ }{\rm{C}}\). Giả sử cường độ sáng trung bình của mặt trời ở gần mặt đất trong những ngày có nắng là \(1370{\rm{\;W}}/{{\rm{m}}^2}\) và chỉ có \(60{\rm{\% }}\) năng lượng mặt trời chiếu xuống bộ thu nhiệt được chuyển hoá thành nhiệt làm nóng nước trong bình. Bỏ qua sự thất thoát nhiệt của nước trong bình ra ngoài.
Khi trời nắng, nhiệt lượng trung bình mà nước trong bình nhận được trong mỗi giờ là 9864 kJ
Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động dựa trên sự chuyển hoá quang năng thành nhiệt năng.
Khi nước nóng lên thì độ tăng nội năng của nước bằng nhiệt lượng mà nước nhận được.
Nếu ban đầu trong máy nước nóng chứa 120 lít nước ở 25oC thì sau 7 giờ có nắng liên tục nước trong bình đang sôi.
a) sai
\(1370\left( {{\rm{W}}/{{\rm{m}}^2}} \right) = \frac{{{\rm{P}}\left( {\rm{W}} \right)}}{{\rm{S}}} = {\rm{I}} \Rightarrow {\rm{P}} = {\rm{I}}.{\rm{S}}\)
\({{\rm{Q}}_{{\rm{coich\;}}}} = {{\rm{P}}_{{\rm{coich\;}}}}.{\rm{t}}\)
\( \Rightarrow {{\rm{Q}}_{{\rm{ci}}}} = {\rm{H}}.{{\rm{P}}_{{\rm{tp}}}}.{\rm{t}}\)
\( \Rightarrow {{\rm{Q}}_{{\rm{ci}}}} = 0,6.1370.2.60.60 = 5918400\left( {\rm{J}} \right)\)
b) đúng
Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động dựa trên sự chuyển hoá quang năng thành nhiệt năng.
c) đúng
\({\rm{\Delta U}} = \left( { + {\rm{Q}}} \right) + \left( 0 \right) > 0\) (Nhận nhiệt \({\rm{Q}} > 0\), A là thực hiện công. Công gần như không đổi tại vì nước và thể tích không đổi, sự nở ra của nước không đáng kể trừ nó bay hơi
d) đúng
\({\rm{Q}} = {\rm{mc\Delta t}}\)
\( \Rightarrow 0,6.1370.2.{\rm{t}} = 120.4200.\left( {100 - 25} \right)\)
\( \Rightarrow {\rm{t}} \approx 22992\left( {\rm{s}} \right) \approx 6,38\) (giờ)