题目内容
小明家住一座七层宿舍楼的五楼,每层楼高为
,他家在楼顶上安装了一台电辅助式太阳能热水器,接收太阳能总有效面积
,能把接收的太阳能的50%转变化为水的内能
。求:
⑴ 假设小明家水管口距离五楼地面上的高度为
,热水器水箱离七楼顶面的高度也为
,将
的水从小明家压到楼顶的水箱,应至少做功多少?
⑵ 天气晴朗时,若每平方米的面积上在1小时内得到太阳辐射能平均为
,这台热水器每天能将初温为20℃,质量为
的水加热到多少度?(每天接收太阳能的时间以10小时计算,水的比热容
℃)。
答案:(1)W=mgh =100 kg×10 N/kg×(2 m+2×3 m+1 m)=9×103 J
(2)太阳能热水器每天接收的太阳辐射能为:
Q=2.8×106 J/(m2·h)×1.2 m2×10 h=3.36×107 J
水吸收的热量为:
Q吸=Qη=3.36×107 J×50%=1.68×107 J
又有Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(t-20 ℃)=1.68×107 J
可得t=60 ℃
(2)太阳能热水器每天接收的太阳辐射能为:
Q=2.8×106 J/(m2·h)×1.2 m2×10 h=3.36×107 J
水吸收的热量为:
Q吸=Qη=3.36×107 J×50%=1.68×107 J
又有Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(t-20 ℃)=1.68×107 J
可得t=60 ℃
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