Question

【题目】太阳能热水器具有安全、节能、环保等优点，某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120kg，集热管长1.8m，内底部到储水箱中水面的高度为1.5m．若某地太阳光照射的时间为平均每天5h，太阳能辐射到集热管上的平均功率为3.5×103W．[c水=4.2×103J/（kg℃），g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3] 求：
（1）水对集热管内底部的压强；
（2）当储水箱中的水吸收的热量为2.52×107J时，水升高的温度；
（3）若该太阳能集热管5h接收的能量全部用来驱动一辆电动汽车，电动汽车质量为500kg，运行过程中受到的平均阻力为车重的0.02倍，可供该电动汽车以36km/h的速度匀速行驶多少小时．

Answer 1

【答案】
（1）解：水对集热管内底部的压强：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa

（2）解：当储水箱中的水吸收的热量为2.52×107J时，

由Q吸=cm△t可得，水升高的温度：

△t= = =50℃；

（3）解：太阳能辐射到集热管上的功：

W=Pt=3.5×103W×5×3600s=6.3×107J，

电动汽车受到的阻力：

f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N，

该汽车克服阻力做功的功率：

P′=fv=100kg× m/s=1000W，

电动汽车匀速行驶的时间：

t′= = =6.3×104s=17.5h

【解析】（1）知道集热管内底部到储水箱中水面的高度，根据p=ρgh求出水对集热管内底部的压强；（2）知道水的质量和吸热的热量以及比热容，根据Q吸=cm△t求出水升高的温度；（3）根据W=Pt求出太阳能辐射到集热管上的功，根据f=0.02G=0.02mg求出电动车受到的阻力，根据P= = =Fv求出克服阻力做功的功率，根据P= 求出可供该电动汽车以36km/h的速度匀速行驶的时间．
【考点精析】利用液体的压强的计算和热量的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知液体内部压强的公式：p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意：h 指液体的深度，即某点到液面的距离；热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．