题目内容
在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器,该热水器利用太阳辐射的能量加热时,能把太阳辐射能的70%转化为水的内能;用电热丝加热时,能把电能的90%转化为水的内能,该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热.它的铭牌如表格所示.小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2.他家所在的地区(晴天)每天接受太阳辐射的时间为8h,太阳光照射地面时的辐射功率为900J/(s.m2),即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J.已知g=10N/kg,c水=4.2×103J/(kg.℃).ρ水=1.0×103kg/m3.当热水器内蓄满水时,求:
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| x x牌热水器 | ||
| 型号HM﹣20 | 集热管数28支 | 额定频率50HZ |
| 水箱容积150L | 集热管管长180cm | 额定电压220V |
| 防水等级A | 系统承压3.0MPa | 额定功率4000W |
| 自身质量50kg | 采光面积2.0m3 | |
(1)热水器对水平台面的压力和压强;
(2)热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度;
(3)热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间.
【解析】(1)欲求热水器对水平台面的压力,应该由热水器的自重与装满水的重力相加得到;压强由压强公式直接计算即可,因为压力和面积都是已知的;
(2)欲求热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度,应该先计算出辐射能,由太阳光照射地面时的辐射功率乘面积,乘时间可得到热水器接收到的辐射能量,再由效率即可得出水吸收的热量,再由热量的计算公式即可得出水升高的温度;
(3)最短时间就是既有电加热,也有太阳辐射热的情况下对水加热的时间,二者结合起来计算即可。
考点:热量的计算,电功的计算,能量的转化。
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