太阳能热水器是把太阳能转变成内能的装置,为了有效利用太阳能,某兴趣小组对“吸收太阳能与物体表面颜色之间的关系”进行了实验探究:在黑色和白色的塑料袋内装了质量相同的水,插入温度计后系好,放在太阳光下曝晒,每隔相同时间读出温度计示数,数据记录如下:
塑料袋 | 水的质量/㎏ | 初温/℃ | 温度t1/℃ | 温度t2/℃ | 温度t3/℃ | … |
黑色 | 1.0 | 15.0 | 22.3 | 27.8 | 31.5 | … |
白色透明 | 1.0 | 15.0 | 16.5 | 17.8 | 19.0 | … |
(2)由以上研究可知,太阳能热水器集热管的吸热表面颜色以______色为宜.
(3)某太阳能热水器装水量为100㎏的水,集热管接收太阳能的有效面积为2㎡,若每小时1㎡上接收太阳能约为2.1×106J,则热水器每小时接收太阳能多少J?装满水后每小时水的温度可升高多少?
(4)若改用效率为70%天然气热水器加热,使100㎏的水升高相同的温度,需要燃烧多少m3的天然气?(天然气的热值为4×107J/m3)
(1)根据题目中的表格可知,水的质量相同,而只是装水的容器不同,通过此来做研究比较,
故答案为;控制变量法;
(2)由表格中数据分析可知,黑色塑料袋内水的温度明显要高于白色塑料袋内的水的温度,
故答案为:黑色;
(3)热水器上接收到的太阳能E=1h×2m2×2.1×106J/(m2?h)=4.2×106J,
答:热水器每小时接收太阳能4.2×106J;
水箱中水升高的温度△t=
=Q cm
=10℃,4.2×106J 4.2×103J/(kg?°C)×100kg
答:装满水后每小时水的温度可升高10℃;
(4)Q放η=Q水吸,所以mq×70%=4.2×106J,
则m=
=0.15m3,4.2×106J 4×107J/m3×70%
答:需要燃烧0.15m3的天然气.