物理
(2007·朝阳区二模)装有50kg水的太阳能热水器,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多少?[C
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃)].
(2005·东城区二模)太阳能热水器可以让太阳光通过透明罩照射在黑色吸热板上,将太阳能转化为内能,使水管中的冷水变热.如果1min能使0.6kg的水温度升高40℃,求该太阳能热水器的功率.[c
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃)].
一台太阳能热水器安装在楼顶上,热水器的水箱离地面高12m.现需要将初温为10℃、体积为80L的水加热到60℃,g取10N/kg,c
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃),则:
(1)这些水需要吸收多少热量?
(2)若用功率为100W的小水泵把这些水从地面输送到热水器的水箱中,至少需多少秒钟时间?
太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点.某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究:在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水,烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封,插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中,大部分刻度露出可见),放在阳光下曝晒.每隔相同的时间读出温度计的示数,数据记录如下:
塑料袋颜色
水的质量(m/kg)
初温(t/℃)
温度(t
1
/℃)
温度(t
2
/℃)
温度(t
3
/℃)
…
黑色
1.0
15.0
22.3
27.8
31.5
…
白色
1.0
15.0
16.5
17.8
19.0
…
根据上述数据回答下列问题:
(1)太阳能热水器工作时,发生的是能量转化还是能量的转移?答:
转化
转化
;
(2)通过上面的研究可以推断:太阳能热水器的集热管表面颜色以
黑色
黑色
为宜;
(3)小刚家原来用液化石油气烧水,每天约用60℃的热水100kg.现选用了一台简易的太阳能热水器,
①若这台热水器夏天平均每天可将初温20℃质量为100kg的水加热温度升高到60℃,这些水吸收的热量为多少?
②若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后,平均每天可节约液化石油气多少千克?(液化石油气的热值为8.0×10
7
J/kg)
③请你说出使用太阳能热水器的优缺点各一点.
小明家新安装了一台容积为0.5m
3
的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光照射,水温由原来的20℃升高到了60℃.问:
(1)4h内水吸收了多少热量?
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克焦炭?
(3)与其它形式的能力相比,太阳能具有哪些优点?(写出两点即可)
[水的比热容c
水
=4.2×10
3
J/(kg·℃)、焦炭的热值q=3.0×l0
7
J/kg].
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)
太阳能是一种理想的绿色能源,太阳能热水器深受广大用户的青睐.如图所示为某品牌太阳能热水器.
(1)热水器集热管采用双层结构
防止热对流引起热损失
防止热对流引起热损失
,外层透明,两层之间是真空的
防止热传导引起热损失
防止热传导引起热损失
,内层内壁涂成银色
防止管内热水向外散热
防止管内热水向外散热
,内层外壁涂成黑色
更易吸收太阳的热
更易吸收太阳的热
,从物理学角度看,这样做的目的是什么?
(2)该太阳能热水器的水箱总容积为100L,4、5月份晴朗的天气下,一满箱15℃的水到傍晚时,水温可达到65℃,如果用煤气来加热,需要完全燃烧多少立方米的煤气?
(3)水箱中的水温在冬天有时不够高,一般都预装了电加热器.若该电加热器的规格为“220V 2.4kW”,家里当时的实际电压只有200V,要把满箱水温仍然从15℃提高到65℃,需加热多少小时?
(4)若某用户家的太阳能热水器架设在20m高的楼顶,则从理论上看,将水注满热水器,这部分水的机械能增加了多少?
某太阳能热水器,向其中注入50kg水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃.水的比热容是4.2×10
3
J/(kg·℃).试求:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10
7
J,则该热水器的效率是多少?
太阳能热水器广受人们青睐.若泰州地区晴天地面附近能够接受到的太阳能量平均为1.0×10
3
J/(m
2
·s),即在1s时间内每平方米面积上接受到的太阳能是1.0×10
3
J.
(1)某品牌太阳能热水器可将接受到的太阳能的40%用来给水加热,其集热管接受阳光的总有效面积为2m
2
,若贮水箱中贮有100kg、20℃的水,那么在阳光下照射6h,贮水箱中水的温度可升高到多少℃?
(2)若上述贮水箱中水吸收的热量由燃烧无烟煤来提供,至少需要完全燃烧多少kg的无烟煤?(无烟煤的热值为3.4×10
7
J/kg)
(3)请从环境保护的角度谈谈推广使用太阳能的意义.
有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水.
(1)若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m
2
,求它对台面的压强.
(2)本地(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×10
6
J.若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m
2
,每天日照时间按8h计算,则它一天中接收的太阳能约为多少?相当于节约了多少kg的煤炭(煤的热值为4.2×10
7
J/kg)?
(3)请你从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由.
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