资源描述
效率计算
热机与电机效率部分:
1、(潜江市 天门市 五市201年)今年长江中下游遭遇了50年以来最长时间的干旱,各地都在抽水抗旱。图20是某村抽水抗旱的示意图,水泵的流量为180m3/h(每小
时流出管口的水的体积),抽水高度H为12m。
(1)水泵的轴心距水面的高度h最大为多少?
(2)该机械装置所做有用功的功率为多少?
(3)带动水泵的动力装置为柴油机,每小时燃烧的柴油为1.25L。则整个机械装置的效率为多少?
2、(2011年烟台市)从2006年开始,我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》,研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量,并不会产生放射性污染,如图22所示。 而氘可以从海水中提取,从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%,所产生的电能可供如图23所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km?(计算结果保留一位小数)
(汽油密度:0.71×103kg/m3;汽油热值:4.6×107J/kg)
3、(甘肃省天水市2011年)科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房,它具有冬暖夏晾的优点,不仅为人们到海滨游玩提供了方便,而且节约了能源,减轻了对环境的污染。某可移动太阳能水上漂浮房的房顶安装了太阳能电池板,接收太阳能的功率为9.0 × l03W,能为该房供应热水和在水上移动提供能源。
(1)漂浮房冬暖夏晾是利用了水的 比较大的特性;
(2)太阳能电池板将太阳能转化为 能。若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量,漂浮房在平静的水面上以2.5m/s的速度做匀速直线运动,受到水平方向的牵引力为800N,则漂浮房受到的阻力大小为 N,太阳能转化为机械能的效率为 。
1、(山东省日照市2011年)(8分)图15是一电动机通过动滑轮提升重物的装置示意图。假设电源电压380V保持不变,电动机线圈电阻为1Ω,不考虑电动机各处摩擦。当电动机将540kg重物匀速提升16m的过程中,电路中的电流为20A,动滑轮的机械效率为80%(g=10N/kg)。则:
(1)电动机所施加的拉力F做的功是多少?
(2)电动机所施加的拉力F是多少?
(3)电动机线圈电阻的发热功率是多少?
(4)试从能量转化和守恒的角度,求电动机提升重物所用的时间。
2、(泸州市2011年)如图所示的风力发电是新能源开发中具有良好开发前景的发电方式。但风力发电的特点是随机性强,5m/s以上的风速才可以发电。泸州市属亚热带季风气候,春秋季风力大,持续时间长,可以考虑在泸州地区开发风力发电。下表是某一台风力发电机在不同风速下的发电功率:
平均风速m/s
5
6
7
8
9
10
功率 KW
9
22
34
44
53
60
请根据你所学知识完成以下问题:
⑴在泸州某主峰平均风速为8m/s的位置,安装有上述风力发电机一台,该发电机工作1h获得的电能为多少KW·h?将该电能全部用于带动额定电压为220V的电热器正常工作可达40h,则电热器的额定电流为多少?
⑵将上述发电机工作1h获得的电能全部用于带动机械效率为75%的电动抽水机工作,把水抽到10m高的水池上,请通过计算说明能否把容积为1000m3的水池盛满?(取g=10N/Kg,ρ水=1×103kg/m3)
3、(辽宁省盘锦市2011年)( 8 分 )某 型 号 汽 车 重 为 4 × 104N,在 平 直 的 公 路 上 以 90km/ h 的 速 度 匀 速 行 驶 ,汽 车 受 到 的 阻 力 为 2760N,已 知 汽 油 的 热 值 为 4.6× 107
J /kg,g取 10N/ kg。求 :
( 1)汽车 匀 速 行 驶 100km 所 用 的 时 间 是 多 少 秒 ?
( 2)汽车 以 90km/ h的 速 度 匀 速 行 驶 时 ,牵 引 力 的 功 率 是 多 少 ?
( 3)若汽 车 发 动 机 的 效 率 为 30%,它 匀 速 行 驶 100km 消 耗 多 少 千 克 汽 油 ?
4、(辽宁省锦州市2011年)( 8 分 )汽 车 已进 入 百 姓 家 庭 ,汽 车 发 动 机 性 能 的 好 坏 倍 受 人 们 关 注 。
在 汽 车 发 动机 的 设 计 过 程 中 ,既 要 考 虑 能 量 的 有 效 利 用 ,又 要 考 虑 发 动 机 的 冷 却 问 题 。
(汽 油 热 值 为 4.6×107J / kg,汽 油 密 度 为0.7×103 kg / m3)
( 1)为 了 防止 发 动 机 过 热 ,汽 车 的 冷 却 系 统 常 用 水 的 循 环 来 降 低 发 动 机 的 温 度 。5kg水 在 冷 却 系 统 中 温 度 升高 50℃,所 吸 收 的 热 量 是 多 少 ?
( 2)10L汽 油 在 汽 车 发 动 机 汽 缸内 燃 烧 30min,可 以 释 放 出 多 少 能 量 (假 设 汽 油 完 全 燃 烧 ) ?若 发 动机 输 出 的 功 率 是6×104W,则此 汽 车 发 动 机 的 效 率 是 多 少 ?(汽 车 发 动 机 效 率 的 计 算 结 果 精 确 到 1%)
5、(湖北省十堰市2011年).“问道武当山,养生太极湖”,中外游客慕名前往武当山旅游观光。武当山景区推出了“山水一体游”项目,购进一批旅游观光艇(如图),其部分技术参数如下表:(取g=10N/kg,q柴油=4.3×107J/kg,)
求:(1)某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是多少?
(2)假设每位乘客的平均质量为60kg,观光艇满载乘客时,所受浮力是多少?
(3)观光艇以最大航速匀速行驶时,受到水的平均阻力是多少N?
(4)若这次航行共消耗柴油30L,则柴油发动机的效率为多大?
6、(湖北省荆门市2011年)今年我省出现大面积干旱,造成农田缺水,严重影响农作物生长,为缓解旱情,很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠,再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600 m3的水,此柴油抽水机的效率为40%,柴油的热值为4.5×107J/kg,g取10N/kg,求:
(1)此柴油抽水机2h做了多少有用功?
(2)此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油?
(3)此柴油抽水机的总功率为多少千瓦?
7、(2011年桂林市)从2006年开始,我国就参与了国际科研合作项目《国际热核聚变实验堆联合实施协定》,研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量,并不会产生放射性污染,如图22所示。 而氘可以从海水中提取,从1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于300L优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到50%,所产生的电能可供如图23所示的电力机车牵引功率为4800kW的“和谐号”电力动车组以252km/h的运营速度匀速行驶多少km?(计算结果保留一位小数)
(汽油密度:0.71×103kg/m3;汽油热值:4.6×107J/kg)
8、(湛江市2011年)2010年12月30日通车的湛徐高速,使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时,从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”.
今年“五·一”期间,爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg,车轮与地面的总接触面积为0.09m2,当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,汽车发动机牵引力为1000N,效率为30%,汽油的热值为4.6×107 J/kg(假设汽油完全燃烧,g取10N/kg).求:
(1) 汽车静止时对路面的压强.
(2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率.
(3)若汽车按照这种方式行驶,这次旅行全程往返250km,牵引力做的功是多少?李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?
9、(2011年阜新市)(8分)一辆汽车,总重为1.2×104N,四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2,该车在平直公路上匀速行驶1h,消耗汽油10L,汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能。(汽油的热值为4.6 ×10 7J/kg,密度为0.7 ×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)该车静止在水平路面上时,对路面的压强是多少?
(2)10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)这段时间内该汽车发动机的功率是多少千瓦?(功率的计算结果保留小数点后一位)
10、(2011年大理)(8分)为了节能环保,王老师骑电动自行车上班,下表是他的电动自行车的有关数据:
电动自行车
自身质量m/kg
行驶时电源的
输出功率P/W
工作电压
U/V
行驶时的最大
速度v/km/h
行驶时受到的
平均阻力f/N
40
125
36
20
20
王老师以5m/s的速度匀速从学校回到家,用了20分钟,求:
(1)学校到王老师家的路程和电动自行车牵引力所做的功;
(2)电动自行车电能转化为机械能的效率;
(3)目前,我国电动自行车的拥有量已超过1.2亿辆,它给我们出行带来便捷的同时,也导致交通事故频发,针对这一现象请提出一条合理化建议。
11、(2011年安徽省中考)随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车,以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km,汽油的热值g=4.6×107J/kg,小汽车发动机的效率为25%。
求小汽车在这段路程中:
(1)运动的时间;
(2)发动机所做的功;
(3)消耗汽油的质量。
三、填空题(共 2 小题)
1、(2011年柳州市)电动自行车已经是柳州市大部分市民的主要交通工具,其优点是经济实惠。
如果某一电动自行车电动机的额定功率是240 W,以6 m/s的速度匀速行驶时的供电电流为5 A,则电动机的额定工作电压为________V,若该车电动机的效率为80%,则牵引力为___________N。
2、(湖北省随州市2011年).2011年入春以来,我省大部分地区出现了特大旱灾,为抗旱救灾朝阳村新安装了一台质量为300kg、功率为8kw的抽水机。安装时为了对地面的压强不超过4×104Pa,抽水机底座下的轻质木板面积至少为 cm2。已知该抽水机出水流量是90m3/h,正常工作 30min,抽水高度为20m,则抽水机
电热效率部分
1、(益阳市2011年)(10分)如图17所示是一种新型炊具电磁炉,它具有加热快、效率高、节能环保、使用方便等优点。图18是该电磁炉的铭牌。
(1)该电磁炉正常工作7分钟消耗的电能是多少?
(2)若正常工作7分钟消耗的电能有80%被质量为2kg、初温为25℃的水吸收,则水吸收的热量为多少?在标准大气压下,水最终的温度为多少?[水的比热是4.2×103J/(kg·℃)]
2、(威海市2011年)图甲是内胆为铝质材料的电饭锅,内部电路如图乙所示,R1是加热电阻,阻值为48.4Ω;R2是限流电阻,阻值为484Ω。煮饭时,接通电源(220V50Hz),闭合手动开关S1,电饭锅处在加热状态。当锅内食物温度达到103℃时,开关S1会自动断开,断开后若无外力作用则不会自动闭合,S2是一个自动温控开关,当锅内食物温度达到80℃时会自动断开,温度低于70℃时会自动闭合。(已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃)
请解答下列问题:
(1)如果接通电源后没有放入食物就闭合开关S1,电饭锅 的内胆是否会熔化?为什么?
(2)在保温和加热两种情况下,电饭锅消耗的电功率之比是多少?
(3)若在一个标准大气压下将温度为20℃,质量为2.5kg的水烧开需要16min40s,求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少?
3、(2011年天津市)、(6分)小丽家电热淋浴器的额定功率为2000W,水箱最多可容纳50kg水,注满水的淋浴器连续正常加热40min,淋浴器上温度示数由22℃上升到42℃。求:
(1)此过程中水箱中水吸收的热量;
2)该电热淋浴器加热时的热效率。
4、(泰州市2011年).(8分)图17是一台常用的电热饮水机,下表是它的铭牌数据,图18是它的电路原理图,其中S是温控开关,R1是定值电阻,R2是加热电阻.当S闭合时,饮水机处于加热状态;当S断开时,饮水机处于保温状态
水桶容量
20L
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
440W
保温功率
40W
(1)在加热状态下,饮水机正常工作时电路中的电流是多大?
(2)饮水机正常工作时,将热水箱中的水从20℃加热到90℃.需用时14min[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)].求此加热过程中:
①水吸收的热量; ②饮水机的加热效率.
(3)求电阻R1的阻值(保温功率是指整个电路消耗的功率),
5、(2011年龙岩市2010年)(9分)某种电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),从它的说明书上收集到如下数据及图22所示的简化电路原理图。
(1)当S闭合,S0断开时,饮水机处于 (填“加热”或“保温”)状态。
(2)求:①一满热水箱水的质量;②保温时的电流。(1L=1×10-3m3)
(3)将一满热水箱的水从20℃加热到80℃需要吸收多少热量?若加热效率为90%,需要加热多长时间? [c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
热水箱容量
1L
额定电压
220V
加热功率
1000W
保温功率
44W
6、(辽宁省辽阳市2011年) ( 9 分 )小 雨 家 最 近 买 了 一 台 微 波 炉 ,微 波 炉 说 明 书 中 的 铭 牌 如 下表 所 示 。求 :
( 1)在 使 用 最 大 加 热 功 率 加 热 时 ,小 雨家 干 路 电 流 增 加 多 少 ?
( 2)小 雨 对 铭 牌 中 加 热 效 率 大 于 92%有点 怀 疑 ,他 动 手 进 行 了 测 量 。
他 用 容 积 是 330mL 的 空 矿 泉 水 瓶 装 满 20℃的 水 ,倒 入 专 用 塑 料 杯 中 ,放 进 微波 炉 ,用 最 大 加 热 功 率 加 热 1min,取 出 后 测 得 水 的 温 度 为 64℃,请你 通 过 计 算 帮 助 小 雨 判 断 铭 牌 中 中 热 效 率 大 于 92%是 否 可 信。[ c水= 4。2×103J( kg· ℃) ]
7、(辽宁省丹东市2011年)( 6 分 )天 冷 时 小 丹 为 奶 奶 买 了 个“电 热 宝 ” 。它 是 由 通 电 时 产 生 的 热 能 被 蓖 麻 油 吸 收 后 并 逐 渐 向 外 散 热 来 取 暖 的 ,相 关 数 据 如 表 所 示 。
【 ρ蓖麻 油=0.8×103kg/m3,c蓖麻 油=1.8×103 J/(kg·℃)】,求 :
( 1)“电热 宝 ”内 的 蓖 麻 油 的 质 量 是 多 少 ?
( 2) “电 热 宝 ”通 电 5min,里 面 的 蓖 麻 油 从20℃升 高 到90℃,则 “电 热 宝 ”把 电 能 转 化 为 热 能 的 效 率 是 多 少 ?
8、(辽宁省鞍山市2011年)( 6 分 )一 台 电 热 水 器 装 有 2kg 水 ,通 电 加 热 过 程 中 ,水 温 随 时 间 变 化 情 况 如 图 。求 :
( 1)加 热 2 分 钟 ,水 吸 收 了 多 少 热 量 ?
( 2)如 果 电 热 水 器 功 率 为 1000W,加 热 2 分 钟 ,放 出 多 少 热 量 ?
( 3)此 电 热 水 器 的 效 率 η 是 多 少 ?( η 为 水 吸 收 的 热 量 与 电 热 水 器 放 出 热 量 的 比 值 )
9、(2011年无锡市).(6分)如图是家庭、宾馆常用的电热水壶,袭中列出了其部分技术参数.
(1)电热水壶正常工作时的电流是多少?
(2)电热水壶正常工作时,用6min就能将整壶水烧开,如果水吸收的热量是3.24×105J,则该电热水壶的效率是多少?
(3)有关电热水壶的安全使用,有下列几种说法,其中不正确的是 ▲ (填序号).
①电热水壶不用时,应拔下电源插头;②当壶体和基座被弄脏时,放进清水中清洗;③电热水壶工作时,身体不可靠近壶嘴;④注入水时,水位不超过电热水壶的最高水位线
型号
FY—TSl010A
额定电压
220V
频率
50Hz
额定功率
1000W
容量
1.OL
10、(哈尔滨市2011年)(6分)某电水壶的铭牌信息如图1所示,电水壶 在标准大气压下工作.【c水=4.2×103J(kg·℃)】
(1) 电水壶装满初温为20℃的水时,在额定电压下将水烧开用了7 min.
求:①水吸收的热量是多少?
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
(2)农村电网改造前,用电高峰时电压会下降l0%.求:这时电水壶的实际功率P。.(电阻不随温度改变) (3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W,甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造,在原电阻丝R1两端并联一个电阻丝R2,如图2所示,并分别推导出了R2的表达式.
请你指出哪个表达式是错误的,并分析若用此电阻丝来改造 电水壶的结果.
11、(2011铜仁)如下表及图所示,是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图,该电热饮水机有加热和保温两种工作状态(由机内的温控开关S0控制)。求:
(1)当开关S闭合,开关S0断开时,饮水机的功率是多大?
(2)保温电阻R2的阻值是多少?
(3)若正常工作时,该电热器加热的效率为90%,将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间?(C水=4.2×103J/kg·℃)
12、(2011年福建省泉州市)(6分)小理对家里的电磁炉进行研究,电磁炉的功率调节范围是120W~2200W,
(1)小理用电磁炉将质量为2kg的水从加热到100℃,消耗了0. 22kw·h的电能。水吸收的热量是多少?这时电磁炉的效率是多少?
(2)小理用电磁炉煮粥。先用大火将水开,后用小火煮.这段时间电功率随时间变化如图18所示问第8分钟通过电磁的电流是多少? [水的比热是4.2×103J/(kg. ℃),家庭电路的电压为220V]
13、(四川省遂宁市2011年)(8分)如图甲是某品牌电饭锅的电路原理图,R1、R2是安装在同一发热盘中的发热电阻丝,L1、L2为指示灯,S2是温控开关,当锅内温度达到103℃时S2自动跳转。红灯亮、绿灯灭,表示正在加热;绿灯亮、红灯灭,表示电饭锅处于保温状态。R3、R4电阻都很大,在以下计算中可近似地将其看成开路;L1、L2、R3、R4耗电功率很小,可以忽略不计,电路原理图可近似等效成乙图。
一用户观察发现,该电饭锅铭牌标有“220V 加热功率1000w”,在家中其它用电器都断开的情况下,用其加热2kg、20℃的水时,标有“2000imp/kw·h”的电能表指示灯一分钟闪烁了30次。已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),1kw·h=3.6×106J,不考虑电阻R1、R2阻值随温度的变化。
请根据以上信息解答以下问题:
①(2分)将这些水在1标准大气压下烧开,水吸收了多少热量?
②(2分)加热过程中电饭锅的实际功率是多大?
③(2分)如果电饭锅消耗的电能有80%被水吸收,烧开这些水用了多少时间?
④(2分)测得电饭锅保温时的功率是加热时功率的,则R1、R2之比是多少?
型号
WS-1217
额定电压
220V
额定功率
1200W
额定容量
1.2L
14、(湖北省荆门市2011年)某电热水壶的铭牌如表所示,当此电热水壶正常工作时,用时8分钟将额定容量的水在一个标准大气压下从20℃加热到沸腾, 水吸收的热量为 ▲ J,消耗的电能为 ▲ J。此电热水壶的效率为 ▲ 。(c水= 4.2×103J/(kg·℃))
二、综合能力题(共 1 小题)
1、(湖南省娄底市2011年).母亲节那天,小星的爸爸在超市买了一台豆浆机,外型如图所示.小星仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和豆浆机的使用说明书.决定亲手制作一杯鲜豆浆送给妈妈作为母亲节的礼物.小星按说明书的步骤向豆浆机杯中加入清水l420g,用小量杯取了80g干黄豆倒入,接上电源,选择“干豆”豆浆制作程序,按下“开始”键,豆浆机开始工作.小星仔细观察杯中发生的现象,很快看到电加热管上有小气泡产生,一会儿电动机带动打浆刀迅速旋转搅拌了几次,又过一会儿,发现沉在杯底的黄豆“长”大了,大部分陆续上浮至水面,一段时间后,水开始沸腾起来,打浆刀在电动机的驱动下高速旋转,整杯水的颜色变黄了,电加热管和电动机间断式地工作着……大约20分钟后,几杯鲜豆浆制作完成了.
额定电压
220V
频率
50Hz
电动机额定功率:
220W
电加热管额定功率
1000W
请你帮小星解决以下一些物理问题:
(1)机座底部安装有三个小橡皮碗,相当于吸盘”可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动,“吸盘”’是利用 起固定作用。
(2)为什么黄豆会上浮呢?其原因是 .
(3)豆浆机的机头主要由一个电加热管(电热丝)和一个电动机带动的打浆刀构成.制作豆浆的过程是先加热,再打浆,再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的.由此可知,豆浆机中的电动机和电加热管的连接方式是 .
(4)豆浆机铭牌上的部分参数如右表,豆浆机在额定电压下打浆时,通过电动机的电流是多大?(5)大豆和清水的初温为20℃,豆浆机在额定电压下工作,当电加热管加热的总时间约为10min时,豆浆沸腾,测其温度为l00℃,豆浆的比热容大约为4.0×103J/(kg·℃).求豆浆机电加热管的加热效率是多少?
(6)豆浆打好后,戴眼镜的小星打开豆浆机,往里一看,镜片却变模糊了,请你解释其中的原因.
炉子效率及太阳能效率
1、(扬州市2011年)(6分)太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
太阳照射时间/h
装水量 /Kg
吸热板面积/m2
水升高的温度/℃
水的比热容/J(kg.℃)—1
太阳辐射功率/J.(m2 -h)—1
10
100
2.5
50
4.2×103
1. 68×106
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.
求:(1)水在10h内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热 值为8.4×l07J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
2、(11聊城)天然气灶烧水,燃烧0.5m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为C=4 .2×103J/(kg?℃),,天然气的热值为q=7.0×107J/m3。求:
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放。
(2)水吸收的热量Q吸。
(3)燃气灶的效率η。
3、(2011年大庆市)、随着社会的发展,能源的开采及利用所造成的环境问题摆在了世人面前.开发与利用
新型清洁燃料作为新能源,替代常规能源可有效解决这一问题.现已开发某种新型燃
料,它的热值为2.1×107J/kg.则4 kg上述燃料完全燃烧能释放多少热量?
小明在某次探究实验中,想使1 kg的水,从30℃升高至65℃ .大家帮忙计算一下.小
明至少需要准备上述燃料多少千克?假设燃料完全燃烧后,产生的热量有70%被水
吸收.水的比热容为4.2×103J/(kg.℃).
4、(2011年广东省)(6分)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21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”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”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热能,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)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。
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(3)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(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%转化为水的热能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少小时?
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《智鸟试题库编辑管理系统》编制
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