Question

Marek ogrzewa wodę w swoim domu przy pomocy kolektorów słonecznych. Ma on bardzo

dużą rodzinę więc jego zbiornik na wodę na objętość500 litrów. Wymiary jego kolektora

słonecznego to3 metryna4 metry. Jeżeli temperatura wody w zbiorniku rano wynosi

15 stopni Celsjusza, to ile będzie ona wynosić wieczorem po zachodzie słońca? Przyjmij, że

sprawność konwersji energii słonecznej przez kolektor wynosi 20%, a moc dostarczana przez

słońce przypadająca na jeden metr kwadratowy wynosi 800 watów. Przyjmij, że słońce świeci

na kolektor przez 6 godzin w ciągu dnia. Ciepło właściwe wody c=4200 J/deg*kg, gęstość

wody d=1000 kg/m3.

Answer 1

Dane:

Vzb=500 l=0,5 m^3; P kolektora=3*4=12 m^2; T1=15C

d wody=1000 kg/m^3; η=0,2; cw=4200 J/deg*kg; moc w=800 W/m^2

t=6h= 6*3600=21600 s

 

Ilość ciepła przejęta przez kolektor

Qk=w*P*t

Ilość ciepła doprowadzona do wody

Qw=Vzb*d*ΔT*cw [m^3*kg/m^3*C*J/(C*kg)]=[J]

Qw=Qk*η

Przyrost temperatury ΔT

ΔT=Qk*η/(Vzb*d*cw)=w*P*t*η/(Vzb*d*cw)

ΔT= 800*12*21600*0,2/(0,5*1000*4200)=19,7486 C

T= 15+19,7=34,7 C

 

Wieczorem temperatura wyniesie 34,7 C