Question

李明發(fā)現(xiàn)在居民區(qū)的樓頂上裝有大量的太陽(yáng)能熱水器，想測(cè)試一下太陽(yáng)能熱水器對(duì)太陽(yáng)能的利用率，設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，具體如下：
（1）查閱資料：太陽(yáng)垂直照射地區(qū)地球表面每平方米面積上每秒獲得的太陽(yáng)能。
（2）他從說(shuō)明書獲得如下數(shù)據(jù)：，熱水器的規(guī)格：1795（長(zhǎng)）1688（寬）mm；熱水器采光（集熱）面積：2.5m²；儲(chǔ)熱水器能容納168kg水。
（3）在春分到秋分之間的某一天晴朗的無(wú)云或少云的天氣，中午11點(diǎn)到下午2點(diǎn)之間進(jìn)行測(cè)量，觀察太陽(yáng)光，中午前后太陽(yáng)光應(yīng)能幾乎直射太陽(yáng)能熱水器的迎光面，放滿水，測(cè)出初始水溫，以后每15分鐘測(cè)一次水溫，并記錄到下表，測(cè)量共3小時(shí)，13個(gè)小組。

據(jù)記錄繪制溫度—時(shí)間圖線，計(jì)算3小時(shí)內(nèi)照射到太陽(yáng)能熱水器的太陽(yáng)能E，水吸收的太陽(yáng)能Q，計(jì)算太陽(yáng)能熱水器對(duì)太陽(yáng)能的利用率。
請(qǐng)你按照李明的計(jì)劃作出溫度—時(shí)間圖線，并計(jì)算太陽(yáng)能利用率，并分析為何遠(yuǎn)小于100%。

Answer 1

溫度—時(shí)間圖線如圖所示：

。
影響太陽(yáng)能熱水器效率的因素有很多，只要能回答其中只之一即可：太陽(yáng)能熱水器的迎光面不能總是與太陽(yáng)光的方向垂直，因而有效面積比太陽(yáng)能熱水器的設(shè)計(jì)面積小。

溫度—時(shí)間圖線如圖所示：

垂直照射到熱水器上的太陽(yáng)能為：
水吸收的熱量：

太陽(yáng)能熱水器的太陽(yáng)利用率為：
。
影響太陽(yáng)能熱水器效率的因素有很多，只要能回答其中只之一即可：
①太陽(yáng)能熱水器的迎光面不能總是與太陽(yáng)光的方向垂直，因而有效面積比太陽(yáng)能熱水器的設(shè)計(jì)面積小。
②太陽(yáng)能熱水器會(huì)反射一部分太陽(yáng)能到空中。
③空中云層會(huì)遮住太陽(yáng)光。
④太陽(yáng)能熱水器中的水溫高于環(huán)境溫度，會(huì)向周圍空間散熱，這時(shí)從圖線上可以看出升溫速度減緩，當(dāng)散熱量和吸熱量相等時(shí)，熱水器不再升溫。