题目内容
【题目】阅读下面的短文,回答问题,
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要,它具有安全、节能、环保等优点,
如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空,如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通.
请回答以下问题:
(1)当太阳光入射到黑色的吸热层上时,这是通过 的方式改变内能,将管内的水加热的.
(2)你认为 (填“能”或“不能”)将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上,理由是: .
(3)这台太阳能热水器的水箱容积为120 L,那么水箱内装满水时,在一般的光照条件下.太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃,则水吸收的热量为 .[水的比热容是4.2×103 J(kg·℃)]
(4)如果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,那么热水器上集热器的面积至少要是 。
【答案】(1)热传递;(2)不能 因为双层玻璃管(集热管)中间是真空层,不利于将热量传递给管内的水 ; (3)2.52×107J (4) 2.5 m2
【解析】
试题分析:(1)当太阳光入射到黑色的吸热层上时,是通过热传递的方式改变内能,将水加热的;(2)不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面,因为玻璃是热的不良导体,集热管中又有真空层,不利于将热量传递给管内的水;(3)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg℃)×120kg×(70℃-20℃)=2.52×107J;(4)这台太阳能热水器获得的辐射功率:P太=S×1400W/m2;由P=W/t可得太阳照射5h获得的太阳能:
W总=P太t=S×1400W/m2×5×3600s;由η=W有/W总可得: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%)=2.52×107J/(1400W/m2×5×3600s×40%)=2.5m2。