李明发现在居民区的楼顶上装有大量的太阳能热水器,想测试一下太阳能热水器对太阳能的利用率,设计了一个方案,具体如下:(1)查阅资料:太阳垂直照射地区地球表面每平方米面

时间:2024-04-30 19:53:01 5A范文网 浏览: 平时作业 我要投稿

问题描述:

李明发现在居民区的楼顶上装有大量的太阳能热水器,想测试一下太阳能热水器对太阳能的利用率,设计了一个方案,具体如下:
(1)查阅资料:太阳垂直照射地区地球表面每平方米面积上每秒获得的太阳能
(2)他从说明书获得如下数据:,热水器的规格:1795(长) 1688(宽)mm;热水器采光(集热)面积:2.5m 2 ;储热水器能容纳168kg水。
(3)在春分到秋分之间的某一天晴朗的无云或少云的天气,中午11点到下午2点之间进行测量,观察太阳光,中午前后太阳光应能几乎直射太阳能热水器的迎光面,放满水,测出初始水温 ,以后每15分钟测一次水温,并记录到下表,测量共3小时,13个小组。

据记录绘制温度—时间图线,计算3小时内照射到太阳能热水器的太阳能E,水吸收的太阳能Q,计算太阳能热水器对太阳能的利用率
请你按照李明的计划作出温度—时间图线,并计算太阳能利用率 ,并分析 为何远小于100%。


最佳答案

温度—时间图线如图所示:


影响太阳能热水器效率的因素有很多,只要能回答其中只之一即可:太阳能热水器的迎光面不能总是与太阳光的方向垂直,因而有效面积比太阳能热水器的设计面积小。

温度—时间图线如图所示:

垂直照射到热水器上的太阳能为:
水吸收的热量:

太阳能热水器的太阳利用率为:

影响太阳能热水器效率的因素有很多,只要能回答其中只之一即可:
①太阳能热水器的迎光面不能总是与太阳光的方向垂直,因而有效面积比太阳能热水器的设计面积小。
②太阳能热水器会反射一部分太阳能到空中。
③空中云层会遮住太阳光。
④太阳能热水器中的水温高于环境温度,会向周围空间散热,这时从图线上可以看出升温速度减缓,当散热量和吸热量相等时,热水器不再升温。

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