为了节能减排,十堰市某高中学校的学生宿舍楼楼顶集中安装了一批太阳能热水器,且每台热水器水箱容积为200L.
(1)五月的某一天,天气晴朗,对于一台装满水的热水器,若水温从25℃升高到75℃,满箱水吸收太阳光的热量是多少?
(2)十堰地区冬季日照时间不长且强度较弱,太阳能热水器需启动电辅助加热装置,该装置既能加热,也能保温.其基本电路如图所示.正常工作时供电电压U=220V,加热电功率为400W,保温电功率为40W,那么电路中电阻R1、R2各是多少欧?
解:
(1)∵ρ=1.0×103㎏/m3,V=200L=200×10-3m3=0.2m3,
m=ρV=1.0×103㎏/m3×0.2m3=200㎏,
又∵C水=4.2×103J/(kg?℃),△t=t-t0=75℃-25℃=50℃,
∴Q吸=C水m△t=4.2×103J/(kg?℃)×200kg×50℃=4.2×107J.
(2)∵当开关S断开时,R1和R2串联,此时功率为P=,故为保温状态,
当开关S闭合时,R2被短路,电路中只有R1,此时功率为P=,故为加热状态,
∴R1===121Ω,
R===1210Ω,
R2=R-R1=1210Ω-121Ω=1089Ω.
答:(1)满箱水吸收太阳光的热量是4.2×107J.
(2)电路中电阻R1的阻值为121Ω,R2的阻值为1089Ω.
(1)已知水的密度和体积,可利用公式m=ρV计算质量,又知道水的比热容和温度变化,可利用公式Q=Cm△t计算热量.
(2)首先判断当开关S断开和闭合时,热水器处于什么状态,再利用公式R=计算电阻,最后利用串联电路电阻的特点求出R1和R2的阻值.
点评:本题考查了学生对热量公式的掌握和运用,并利用电功率的变形公式R=计算电阻,以及串联电路中电阻的特点,在计算过程中要注意单位的换算.
物理解题技巧分享:影响沸点的因素:沸腾沸点要吸热,沸点高低看气压,高山气低沸点低,高压锅内温度高。