题目

题型：不详难度：来源：

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：2.5m²；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%。

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。

解析

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。