Question

有一种太阳能热水器，铭牌上的部分参数如右表所示．并装满水将它安装在阳光充足的水平台面上

型     号	JL—88
水容量/L	80
自身质量/kg	40

 

 

 

 

（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．（取g =10N/kg ）

（2）镇江地区（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1.5 m² ，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 =4.2 x 10⁷ J/kg ）获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？

（4）请你：① 从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；② 说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难．（可从自然因素或技术因素等方面思考）

 

Answer 1

【答案】

(1)1200N  6×10³Pa ，(2)60℃(3)0.8 Kg(4) ①无污染；可再生②效率低（其他合理的答案均可得分）

【解析】（1）G_水=m_水g=ρ_水V_水g=1.0×10³kg/m³×80×10^-3m³×10N/kg=800N；

F=G器+G水=800N+40kg×10N/kg=1200N；

p=F /S =1200N /0.2m² =6×10³Pa；

 

（2）E=2.8×10⁶×1.5×8J=3.36×10⁷J；

Q吸=ηE=60%×3.36×10⁷J=2.016×10⁷J；

由Q吸=cm（t-t0）（或“Q吸=cm△t”）得：

△t=Q吸 /cm =2.016×10⁷J/ 4.2×103J/(kg•°C)×80kg =60℃；

（3）Q放=mq

m=Q放 /q =E q =3.36×10⁷J/ 4.2×10⁷J =0.8kg；

（4）①利用太阳能可节约化石类能源，减少环境污染；②受天气影响；转换效率低，提供的功率小．