能量守恒定律,即热力学第一定律,是指在一个封闭系统内部,能量不断变换形式、转换、转移,其总和不变。具体来说,能量守恒定律表明,在一个孤立系统内,总机械能(机械能可以包括内能)在转化和转移的过程中,其形式是不会发生改变的。这可以由热力学第二定律来进一步说明。
以上内容仅供参考,建议查阅专业的物理学书籍或者咨询物理老师来获取更全面更准确的信息。
题目:一个太阳能热水器,它的容量为100升,效率为70%。如果这个热水器在阳光下每天可以吸收到3.6MJ的能量,那么它需要多少天才能将一桶50升的水从15℃加热到65℃?
解答:
首先,我们需要了解能量守恒的基本原理,即能量不能被创造或消失,只能从一种形式转化为另一种形式。在这个问题中,太阳能热水器吸收的能量转化为水的内能,使水升温。
已知太阳能热水器的容量为:100升
已知太阳能热水器的效率为:70%
已知太阳能热水器每天可以吸收到的能量为:3.6兆焦耳(MJ)
已知需要加热的水的体积为:50升
已知水的初始温度为:15℃
已知水的目标温度为:65℃
太阳能热水器吸收的能量 = 水的质量 × 水的比热容 × 水的温度变化
其中,水的质量可以通过水的体积和水的密度来计算。
水的密度为:1千克/升
水的比热容为:4.2千焦耳/(千克·℃)
太阳能热水器需要加热的水的质量为:
$50 \times 1 = 50$千克
太阳能热水器需要加热的水的温度变化为:
(65 - 15)℃ = 50℃
太阳能热水器需要加热的水的内能为:
$50 \times 4.2 \times 50 = 10500$千焦耳
太阳能热水器需要的时间为:
$3.6 \times 10^{6} \div (10500 \times 70\%) = 72$天
所以,太阳能热水器需要72天才能将一桶50升的水从15℃加热到65℃。