Một hệ làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời có hiệu suất chuyển đổi 22%, cường độ bức xạ mặt trời lên bộ thu nhiệt là 980 W/m2, diện tích bộ thu là 20 m2. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4
22/28
Một hệ làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời có hiệu suất chuyển đổi 22%, cường độ bức xạ mặt trời lên bộ thu nhiệt là 980 W/m2, diện tích bộ thu là 20 m2. Cho nhiệt dung riêng của nước là 4180 J/kg.K, khối lượng riêng của nước là 1000 kg/m3.
Công suất bức xạ chiếu lên bộ thu nhiệt là 20 kW.
Hệ thống thu nhiệt nhận được 100 J năng lượng mặt trời thì nội năng của nước tăng thêm 22 J.
Nếu hệ thống đó làm nóng 40 lít nước thì trong khoảng thời gian 30 phút, nhiệt độ của nước tăng thêm 46,420C.
Trong 30 phút, năng lượng mặt trời chiếu lên bộ thu nhiệt là 35,28 MJ.
Phương pháp:
+ Sử dụng công thức:\(\left\{ \begin{array}{l}P = I.S\\P = A.t\end{array} \right.\) .
+ Sử dụng công thức tính nhiệt lượng: \(Q = mc\Delta t\)
a) sai
Khối lượng của nước là: \(m = V.D = {40.10^{ - 3}}.1000 = 40\left( {kg} \right)\)
a) Công suất bức xạ chiếu lên bộ thu nhiệt là:
\(P = I.S = 980.20 = 19600W = 19,6kW\)
b) đúng
Hệ thống thu nhiệt nhận được 100 J năng lượng mặt trời thì nội năng của nước tăng thêm 22 J do hiệu suất chuyển đổi là 22%.
c) đúng
Ta có:\(H = \frac{{{Q_i}}}{A} \Rightarrow {Q_i} = A.H\)
\( \Leftrightarrow mc\Delta t = P.t.H \Leftrightarrow 40.4180.\Delta t = 19600.30.60.0,22\)
\( \Rightarrow \Delta t \approx 46,{42^0}C\)
d) đúng
Trong 30 phút, năng lượng mặt trời chiếu lên bộ thu nhiệt là:
\(A = P.t = 19600.30.60 = 35,{28.10^6}J = 35,28MJ\)