Theo thống kê, vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ có số giờ nắng trong năm trung bình khoảng 2300 giờ.
21/28
Theo thống kê, vùng Tây Nguyên và Nam Trung Bộ có số giờ nắng trong năm trung bình khoảng 2300 giờ. Cường độ bức xạ Mặt Trời trung bình đo được ở vùng này trong một ngày là \(5,3{\rm{kWh}}/{{\rm{m}}^2}\). Một máy nước nóng năng lượng Mặt Trời có bộ thu nhiệt gồm nhiều ống thuỷ tinh có hai lớp ở giữa là lớp chân không, kích thước bộ thu nhiệt là \(2000\;{\rm{mm}} \times 1250\;{\rm{mm}}\). Máy hoạt động nhờ nguồn năng lượng từ bức xạ Mặt Trời chuyển đổi trụ̣c tiếp thành nhiệt năng làm nóng nước. Dựa vào hiện tượng đối lưu, nước trong bình sau khi chảy vào ống được làm nóng luân phiên cho tới khi nhiệt độ của nước trong bình và ống chân không bằng nhau. Cho biết nhiệt dung riêng của nước là \(4200\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}.{\rm{K}}\), khối lượng riêng của nước là \(1000\;{\rm{kg}}/{{\rm{m}}^3}\).
Máy nước nóng năng lượng Mặt Trời là thiết bị sử dụng nguồn năng lượng sạch và tiết kiệm năng lượng.
Nếu xem một năm có 365 ngày thì công suất bức xạ chiếu lên bộ thu nhiệt xấp xỉ 2100 W .
Nước trong bồn chứa sau khi mở van sẽ tràn vào toàn bộ các ống thuỷ tinh, ánh nắng Mặt Trời chiếu vào bộ thu nhiệt làm nước trong ống nóng lên. Để sử dụng phần nước nóng này ta cần lắp một máy bơm để đưa nước nóng ra ngoài để sử dụng.
Khi mở van, có 70 lít nước tràn vào toàn bộ các ống thuỷ tinh. Biết lượng nước này ban đầu có nhiệt độ \({25^\circ }{\rm{C}}\). Sau 3,5 giờ nắng liên tục, lượng nước trên được đun nóng đến nhiệt độ xấp xỉ \(60,{5^\circ }{\rm{C}}\). Biết rằng chỉ có \(45\% \) năng lượng ánh sáng Mặt Trời chuyển hoá thành nhiệt năng làm nóng nước.
a) Đúng
b) Sai. 1 ngày thì \(1\;{{\rm{m}}^2}\) hấp thụ năng lượng là \(5,3{\rm{kWh}}\)
\( \Rightarrow 1\) năm thì bộ thu nhiệt hấp thụ năng lượng là \(A = 365 \cdot 2 \cdot 1,25.5,3 = 4836,25{\rm{kWh}}\)
\(P = \frac{A}{t} = \frac{{4836,25}}{{2300}} = \frac{{3869}}{{1840}}kW \approx 2103W\)
c) Sai. Không cần máy bơm vì theo hiện tượng đối lưu thì nước nóng sẽ di chuyển lên trên, nước lạnh di chuyển xuống dưới
d) Sai. \(Q = 0,45P{t_d} = 0,45 \cdot \frac{{3869}}{{1840}} \cdot {10^3} \cdot 3,5 \cdot 60 \cdot 60 \approx 11,9224 \cdot {10^6}\;{\rm{J}}\)
\(m = VD = 70.1 = 70\;{\rm{kg}}\)
\(Q = mc\Delta t \Rightarrow 11,9224 \cdot {10^6} = 70.4200 \cdot \left( {{t_d} - 25} \right) \Rightarrow {t_d} \approx 65,{55^\circ }{\rm{C}}\)