题目内容
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．
玻璃吸热管工作原理如图乙所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热．向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度．玻璃吸热管具有吸热保温作用．
请回答以下问题：
(1)太阳能属于________(选择“一次能源”或“二次能源”)．玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力________重力．
(2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上？简单说明理由．________．
(3)将质量为100 kg的初温为20℃的水升高50℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S＝2m2，热效率为η＝40％(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40％转化为水的内能)，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P＝1.4×103 W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103 J)．在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？
解析：
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(1)一次能源，大于 (2)不能；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(能答出管内水吸收不到热量就对) (3)水吸收的热量： Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50℃＝2.1×107 J (4)设加热时间为T，热水器的水在T时间内吸热为PsηT ∵PsηT＝Q吸 ∴加热时间： |
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