题目内容
经验表明,自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%;从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦/米2·秒。如果晒水箱内的水大约有40千克,晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5米2,请计算,要使水温上升30℃需要多长时间。
代表物理量的符号:η─热水器效率,m─水的质量,R─单位面积,单位时间,地面接收的热量,S─晒水箱面积,△T─水的温升,C─水的比热,△t─所用时间。
在△t时间内水所接收的辐射热
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使水温上升△T所需热量
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由 Q=Q' (3)
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把数值代入,得 △t=5333秒 (5) △t=1小时29分
在一些农村地区建造的沼气池,通过将农村大量的秸杆、人畜粪便发酵来获取沼气,利用沼气来烧火做饭,点灯照明。沼气池的应用,不仅使上述资源得以更好的利用,同时也给生活带来了诸多便利,使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图9 所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。
说明: 1.沼气池 2.水压池 3.进料口 4.密封盖 5 . 输气管 6.贮气室 7.沼气压力显示器 8.总阀门 9. U形管压强计(里面装有染成红色的水) 10.出料口盖板(不密封水压池.水压池仍与外面大气相通) 11.阀门
己知该农户家燃气灶的相关技术数据如下:
使用燃料 | 液化石油气 | 天然气 | 人工煤气 | 人工沼气 |
灶前压强(kP a ) | 2.8 | 2.0 | 1.0 | 1.5 |
额定热流量 (kW ) | 普通炉 | 左:3.6 | 组合炉 | 左:3.6 |
右:4.0 | 右:3.6 | |||
单炉 | 4.0 |
取g=10 N/kg ,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)
1.根据图9 所示,通过计算说明,该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?
2.有一天,该农户发现,沼气压强小于燃气灶的要求。为了能尽快利用沼气生火做饭,从物理学的角度看,可采取哪些措施?
3.若该农户所用的燃气灶是普通炉,通常情况下,普通炉中的右炉单独正常工作时,将一壶质量为2.5kg 、温度为20℃的水烧开,耗时约10 min 。试估算右炉烧水的效率。
4.请你就如何提高燃气灶的效率问题谈谈你的设想。
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