试题
题目:
如图是太阳能热水器的装置图.它主要由太阳能吸热板和补水箱等组成,它利用水的对流与循环把水加热.补水箱内装40kg水,如果每分钟吸收太阳辐射的能量为8.4×10
4
J,其中60%被水吸收(C
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃).求:
(1)太阳能热水器的工作过程中将
太阳
太阳
能转化为
内
内
能.
(2)将补水箱里20℃的水经吸热板加热1小时水温升高了多少度?
(3)若改用电热器加热,需耗电多少度?(不计热量损失)
答案
太阳
内
解:(1)太阳能热水器工作时将太阳辐射的太阳能转化为水的内能;
(2)接受太阳的辐射能:Q
太
=8.4×10
4
J/min×60min=5.04×10
6
J,
水吸收的热量:Q
吸
=60%Q
太
=5.04×10
6
J×60%=3.024×10
6
J,
由Q
吸
=cm△t,得:
水升高的温度:
△t=
Q
吸
cm
=
3.024×1
0
6
J
4.2×1
0
3
J/(kg·℃)×40kg
=18℃;
(3)电加热器消耗的电能:W
电
=Q
吸
=3.024×10
6
J=0.84kW·h.
故答案为:(1)太阳;内;
(2)将补水箱里20℃的水经吸热板加热1小时水温升高了18℃;
(3)若改用电热器加热,需耗电0.84kW·h.
考点梳理
考点
分析
点评
专题
太阳能热水器中的热量计算.
(1)太阳能热水器是将太阳辐射的太阳能转化为水的内能,来提高水的温度.
(2)太阳能不是全部被水吸收,只有60%被吸收,所以需要利用机械效率的公式对有用功进行计算.
根据热量公式Q
太
=cm△t,对水升高温度进行计算.
(3)如果用电热器加热,需要利用单位换算进行判断.
1kW·h=3.6×10
6
J.
本题考查学生对生活中能量转化的理解,同时要求掌握热量公式的计算和电能单位的换算.
功和能综合题.
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(2012·乌鲁木齐)小明学习了物理知识后,用旧铁桶制做了一个简易的太阳能热水器.
(1)太阳能属于
一次
一次
(填“一次”或“二次”)能源,它是太阳内部的氢原子核发生
聚变
聚变
(填“裂变”或“聚变”)产生的.
(2)为了吸收更多的太阳能,铁桶应刷成
黑
黑
颜色.使用过程中,小明发现铁桶升温比水快,这是因为铁的比热容比水的比热容
小
小
.若铁桶中水的质量是100kg,经过一段时间水温升高了40℃,水吸收的热量是
1.68×10
7
1.68×10
7
J.冬天,要把铁桶中的水放掉,是因为水结冰体积会
变大
变大
,易损坏铁桶.[C
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃)].
(2010·广元)太阳能热水器具有安全、节能、环保、经济等优点,它是太阳能转化为
内
内
能的设备,某太阳能热水器内装有100kg的水,经过一天太阳照射,水箱内水的温度从20℃升高到70℃,则水箱内水吸收的热量至少是
2.1×10
7
2.1×10
7
J[水的比热容为4.2×10
3
J/(kg·℃)].
(2004·南通)一加满水的太阳能热水器(有关参数如表所示),在阳光下水吸收了1.68×10
7
J的热量,水温将从20℃升高到
60
60
℃;若这些热量全由辅助加热系统提供,需通电
11200
11200
s.[c
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃)]
集热面积/m
2
1.41
容量/L
100
辅助加热系统
额定电压/V
220
额定功率/W
1500
频率/Hz
50
最高温度/℃
70±5
张明早晨将容积为0.2m
3
的太阳能热水器内装满温度为20℃的水,阳光照射一天,晚上洗澡时测得水的温度为70℃,则太阳能热水器内的水吸收了
4.2×10
7
4.2×10
7
J的太阳能;这些太阳能是通过
热传递
热传递
(选填“做功”或“热传递”)的方式改变了水的内能的.[已知水的比热容为4.2×10
3
J/(kg·℃)].
水的比热是
4.2×10
3
J/(kg·℃)
4.2×10
3
J/(kg·℃)
.装有50L水的太阳能热水器,其所装水的质量为
50kg
50kg
; 在阳光照射下,水温从 20℃上升到50℃,该热水器中水吸收的热量是
6.3×10
6
J
6.3×10
6
J
.