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  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

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  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100kg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4.2×103J/(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%转化为水的内能),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,求需要加热多少时间?

1回答
2020-05-22 22:16
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秦小兵

  (1)太阳能属于一次能源,玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小,受到水的浮力大于重力而向上运动,另一侧的水向下运动,形成对流;

  (2)不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面,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;

  (3)水吸收的热量:

  Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×50℃=2.1×107J

  (4)热水器每秒水吸收的热量:

  Q吸′=Pst×40%=1.4×103W/(s•m2)×2m2×1s×40%=1.12×103J,

  ∴加热时间:

  t=2.1×10

2020-05-22 22:21:11

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