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物理必考太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温.以满足人们日常

2024-01-16 18:19:20信息公告551

太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要.如图所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是有许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空.如图所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通.玻璃吸热管的工作原理如图2所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能,将管内的水加热.向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高到一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用.ePH物理好资源网(原物理ok网)

请回答以下问题:ePH物理好资源网(原物理ok网)

(1)简单评价一下太阳能相比于传统能源所具有获得优点:________.ePH物理好资源网(原物理ok网)

(2)集热管之间制成真空,是利用真空导热性________(好、差).ePH物理好资源网(原物理ok网)

(3)下表是某太阳能热水器某天在太阳光照射下的相关信息ePH物理好资源网(原物理ok网)

照射时间/h装水量/kg吸热板面积/m2水升高的温度/°C太阳辐射功率J/(m2.h)水的比热容J/(kg.°C)
101002.5501.68×1064.2×103
求①装满水后在10h内吸收的热量; ②该太阳能热水器的能量转化效率.ePH物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

解:(1)太阳能是可再生能源;使用时比较环保.ePH物理好资源网(原物理ok网)

(2)集热管之间制成真空导热能力比较差.ePH物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:(1)环保;(2)差.ePH物理好资源网(原物理ok网)

(3)①10h水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg.°C)×100kg×50℃=2.1×107J.ePH物理好资源网(原物理ok网)

②10h太阳辐射的热:Q=2.5m2×10h×1.68×106J/(m2.h)=4.2×107J.ePH物理好资源网(原物理ok网)

η===50%.ePH物理好资源网(原物理ok网)

答:①装满水后在10h内吸收的热量是2.1×107J;②该太阳能热水器的能量转化效率是50%.ePH物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)太阳能是可再生能源,取之不尽用之不竭,太阳能环保.ePH物理好资源网(原物理ok网)

(2)真空可以进行热辐射,传导热能力比较差.ePH物理好资源网(原物理ok网)

(3)①知道水的质量、比热、升高的温度,根据Q=cm△t求出水吸收的热量.ePH物理好资源网(原物理ok网)

②知道太阳辐射功率、时间、吸热面积,求出太阳辐射的热;ePH物理好资源网(原物理ok网)

知道水吸收的热量和太阳辐射的热,求出太阳能热水器的能量转化效率.ePH物理好资源网(原物理ok网)

点评:太阳能热水器在生活中有广泛的应用,针对热量计算和效率问题,抓住哪个物体吸收热量,哪个物体放出热量,吸收和放出热量之间的关系即可解题.ePH物理好资源网(原物理ok网)