问题 问答题

一太阳能热水器,铭牌上部分参数如表所示.装满水放在阳光充足的水平台面上

(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.(g=10N/kg )

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

型     号JL-88
水容量/L80
自身质量/kg40

答案

(1)水的质量为:m=ρV=1.0×103kg/m3×80×10-3m3=80kg

热水器对台面的压力:F=G=mg=(80kg+40kg)×10N/kg=1200N

热水器对台面的压强:P=

F
S
=
1200N
0.2m2
=6000Pa.

答:热水器对台面的压力为1200N

热水器对台面的压强是6000Pa.

(2)一天接收的太阳能为E=2.8×106×1.5×8J=3.36×107J;

水吸收的热量为Q=2.8×106J×1.5×8×60%=2.016×107J

水升高的温度:△t=

Q
cm
=
2.016×107J
4.2×103J/(kg•℃)×80kg
=60℃.

答:水接收的太阳能为3.36×107J;

水升高的温度为60℃.

(3)需要的煤气为m=

Q
q
=
3.36×107J
4.2×107J
=0.8kg.

答:需要的煤气质量为0.8kg.

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