Question

一太阳能热水器，铭牌上部分参数如表所示．装满水放在阳光充足的水平台面上
（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.2m²，求它对台面的压力和压强．（g=10N/kg ）
（2）某地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶ J．若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h 计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？
（3）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气（热值q=4.2x 10⁷ J/kg ）获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？

型     号	JL-88
水容量/L	80
自身质量/kg	40

Answer 1

（1）水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m³×80×10^-3m³=80kg
热水器对台面的压力：F=G=mg=（80kg+40kg）×10N/kg=1200N
热水器对台面的压强：P=

F

S

=

1200N

0.2m2

=6000Pa．
答：热水器对台面的压力为1200N
热水器对台面的压强是6000Pa．
（2）一天接收的太阳能为E=2.8×10⁶×1.5×8J=3.36×10⁷J；
水吸收的热量为Q=2.8×10⁶J×1.5×8×60%=2.016×10⁷J
水升高的温度：△t=

Q

cm

=

2.016×107J

4.2×103J/(kg?℃)×80kg

=60℃．
答：水接收的太阳能为3.36×10⁷J；
水升高的温度为60℃．
（3）需要的煤气为m=

Q

q

=

3.36×107J

4.2×107J

=0.8kg．
答：需要的煤气质量为0.8kg．