Một gia đình sử dụng bộ thu nhiệt làm nóng nước bằng năng lượng Mặt Trời có hiệu suất chuyển đổi
26/27
Một gia đình sử dụng bộ thu nhiệt làm nóng nước bằng năng lượng Mặt Trời có hiệu suất chuyển đổi \(35,0{\rm{\% }}\), diện tích bộ thu là \(2,94{\rm{\;}}{{\rm{m}}^2}\), dung tích của bình giữ nhiệt là 140,0 lít. Biết bình luôn chứa đầy nước, khối lượng riêng và nhiệt dung riêng của nước lần lượt là \(997{\rm{\;kg/}}{{\rm{m}}^3},\) \(4180{\rm{\;J/kg}}.{\rm{K}}\). Vào một ngày mùa đông, cường độ trung bình của bức xạ Mặt Trời chiếu lên bộ thu nhiệt bằng \(675{\rm{\;W/}}{{\rm{m}}^2}\), sau thời gian 8,00 giờ nhiệ̣t độ của nước trong bình giữ nhiệt tăng thêm bao nhiêu\({\;^ \circ }{\rm{C}}\) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?
Phương pháp:
- Công suất trung bình của bức xạ mặt trời: \(P = I.S\)
- Năng lượng mà mặt trời cung cấp: \(A = P.t\)
- Nhiệt lượng mà nước nhận để thay đổi nhiệt độ: \(Q = mc{\rm{\Delta }}t\).
Cách giải:
Công suất trung bình của bức xạ mặt trời là:
\(P = I.S = 675.2,94 = 1984,5\left( {\rm{W}} \right)\)
Năng lượng mặt trời cung cấp trong 8h là:
\(A = P.t = 1984,5.8.60.60 = {57153,6.10^3}\left( J \right)\)
Nhiệt lượng dùng để làm nóng nước:
\(Q = HA = {0,35.57153,6.10^3} = {20003,76.10^3}\left( J \right)\)
Với \(m = VD = {140.10^{ - 3}}.997 = 139,58\left( {{\rm{\;kg}}} \right)\)
Lại có: \(Q = mc{\rm{\Delta }}t = {20003,76.10^3} = 139,58.4180.{\rm{\Delta }}t\)
\( \Rightarrow {\rm{\Delta }}t \approx {34,3^o}{\rm{C}}\)
Đáp án: 34,3.