Может быть кто-то сможет помочь??? Пожалуйста 60 БАЛЛОВ
Одним из относительно простых решений для более энергоэффективного дома являются коллекторы солнечной энергии. Они преобразуют солнечную энергию в энергию, которая используется для нагрева воды. Солнечные коллекторы монтируются на крышах домов и способны обеспечить частный дом теплой водой в солнечную погоду. Для обеспечения нагрева воды в остальное время солнечные коллекторы комбинируются с типичными решениями по электрическому нагреву воды. Такой водонагреватель не использует электричество, а напрямую нагревает либо воду, либо какую-либо жидкость, используемую для теплопередачи в трубках, с помощью солнечной энергии.
Если энергия, которую нагретая вода получала бы от солнца, составляет около 1000 Вт/м2 в год, а полезная площадь труб такого нагревателя составляет 1,2 м2, то сколько литров воды можно было бы нагреть от температуры 10°C до температуры 35°C за 20 минут?
А. Около 14 л
Б. Около 5 л
С. Около 33 л
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Для решения задачи необходимо знать количество тепла, которое можно передать воде с помощью солнечной энергии. Это можно вычислить по формуле:
Q = Pt,
где Q - количество тепла, передаваемое воде (в Дж), P - мощность, получаемая от солнечной энергии (в Вт/м2), t - время (в секундах).
Для данной задачи P = 1000 Вт/м2, а полезная площадь трубок S = 1,2 м2, поэтому мощность, получаемая от солнечной энергии, будет:
P = PS = 1000 Вт/м2 * 1,2 м2 = 1200 Вт.
Задача просит определить, сколько литров воды можно нагреть от температуры 10°C до температуры 35°C за 20 минут. Для решения этого вопроса необходимо знать, сколько тепла необходимо передать воде для нагрева ее на 25°C. Это можно вычислить с помощью формулы:
Q = mcΔT,
где Q - количество тепла (в Дж), m - масса воды (в кг), c - удельная теплоемкость воды (в Дж/кг°C), ΔT - изменение температуры (в °C).
Для данной задачи m - это масса воды, которую необходимо нагреть, а c = 4182 Дж/кг°C - удельная теплоемкость воды.
Массу воды можно вычислить, зная ее плотность и объем. Для воды плотность равна 1000 кг/м3. Объем воды можно вычислить, зная, что ее начальная температура 10°C, а конечная - 35°C. Для этого воспользуемся формулой:
V = m / ρ,
где V - объем воды (в м3), ρ - плотность воды (в кг/м3), m - масса воды (в кг).
Масса воды, которую нужно нагреть, можно вычислить по формуле:
m = ρV,
где ρ - плотность воды (в кг/м3), V - объем воды (в м3).
Изменение температуры ΔT = 35°C - 10°C = 25°C.
Теперь мы можем вычислить количество тепла, которое необходимо передать воде:
Q = mcΔT = (ρV)cΔT.
V = m/ρ = (14 кг) / (1000 кг/м3) = 0