问题 计算题

太阳能是一种理想的绿色能源.小华家最近安装了一台太阳能热水器,如右图是其室内进出水管的安装示意图,Ⅰ为进水阀,Ⅱ为出水阀,Ⅲ为调温阀.在水箱接口处有一根进出水管,一根溢流管,一根排气管.给水箱上冷水或沐浴时用热水,均通过这根进出水管来完成.请完成下列问题:

(1)给水箱上水时I应处于    、Ⅱ应处于   (填“打开”或“关闭”)此时水塔、自来水管与热水器的水箱、排气管、溢流管它们共同构成的物理模型是      

(2)若水箱安装在七楼楼顶上,且水箱距楼顶地面高1米,小华家住二楼,进水阀距二楼地面高1米,每层楼高3米,则在进水阀处水压强至少为多大,才能顺利上水.

(3)水箱(箱的容积为24L)中的水温在冬天有时不够高,一般都预装了电加热器.若该电加热器的规格为“220V 2.4KW”,若不计热损失,正常状态下要把满箱水温度提高10℃,需加热多少分钟?(水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/kg℃)

答案

(1)打开;关闭;连通器(2)在进水阀处水压强至少为1.8×105Pa,才能顺利上水(3)把满箱水温度提高10℃,需加热7分钟

题目分析:(1)如图,阀门Ⅰ打开,阀门Ⅱ、Ⅲ关闭,给水箱上水;阀门Ⅰ关闭,阀门Ⅱ、Ⅲ打开,上面来的热水和下面来的冷水混合,供热洗澡用;此时水塔、自来水管与热水器的水箱、排气管、溢流管它们共同构成的物理模型是连通器;

故答案为:打开;关闭;连通器.

(2)排水阀到太阳能热水器水面的高度:

h=3m×(7﹣1)﹣1m+1m=18m,

太阳能热水器的水在排水阀处产生的压强:

P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×18m=1.8×105Pa,

进水口处最小水压:

P=P=1.8×105Pa;

答:在进水阀处水压强至少为1.8×105Pa,才能顺利上水;

(3)水箱(箱的容积为24L)中的水的质量:

m=ρv=1.0×103kg/m3×24×10﹣3m3=24kg,

把满箱水温度提高10℃需吸收的热量为

Q=cm△t

=4.2×103J/(kg•℃)×24kg×10℃

=1.008×106J,

这些热量由电加热器来加热提供,所以W=Q=Q=1.008×106J,

需加热的时间t===420s=7min,

答:把满箱水温度提高10℃,需加热7分钟.

点评:太阳能具有取之不尽,用之不竭,清洁无污染等诸多优点,深受人们的青睐.在能源问题日益突出的今天,如何有效地利用太阳能自然成了中考关注的热点

单项选择题
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