如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃
问题描述：
如图所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：
（1）一箱水需要吸收的热量是多少？
（2）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是：4.2×103J/（kg•℃）]．
答
（1）由ρ=
得：m v
m=ρv水=1×103kg/m3×0.12m3=120kg；
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×120kg×（70℃-20℃）=2.52×107J；
（2）这台太阳能热水器获得的辐射功率：
P太=S×1400W/m2；
由P=
可得太阳照射5h获得的太阳能：W t
W总=P太t=S×1400W/m2×5×3600s；
由η=
可得：W有 W总
Q吸=W有=W总×40%=S×1400W/m2×5×3600s×40%；
热水器集热器面积：
S=
=Q吸 1400W/m2×5×3600s×40%
=2.5m2．2.52×107J 1400W/m2×5×3600s×40%
答：（1）一箱水需要吸收的热量是2.52×107J；
（2）热水器上集热器的面积至少为2.5m2．