Question

【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 。

Answer 1

【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。