一太陽能熱水器,銘牌上部分參數如表所示.裝滿水放在陽光充足的水平臺面上
(1)若它的底部支架與水平臺面的接觸面積為0.2m2,求它對臺面的壓力和壓強.(g=10N/kg )
(2)某地區(晴天)平均每平方米的面積上,每小時接收的太陽能約為2.8×106 J.若該熱水器接收太陽能的有效面積為1.5m2,每天日照時間按8h 計算,則它一天中接收的太陽能(E)約為多少?若這些太陽能有60%被熱水器中的水吸收,則可使水溫升高多少?
(3)若該熱水器一天中接收的太陽能,由燃燒煤氣(熱值q=4.2x 107 J/kg )獲得,則需要完全燃燒多少千克煤氣?
型 號 | JL-88 |
水容量/L | 80 |
自身質量/kg | 40 |
解:
(1)水的質量為:m=ρV=1.0×103kg/m3×80×10-3m3=80kg
熱水器對臺面的壓力:F=G=mg=(80kg+40kg)×10N/kg=1200N
熱水器對臺面的壓強:P===6000Pa.
答:熱水器對臺面的壓力為1200N
熱水器對臺面的壓強是6000Pa.
(2)一天接收的太陽能為E=2.8×106×1.5×8J=3.36×107J;
水吸收的熱量為Q=2.8×106J×1.5×8×60%=2.016×107J
水升高的溫度:△t===60℃.
答:水接收的太陽能為3.36×107J;
水升高的溫度為60℃.
(3)需要的煤氣為m===0.8kg.
答:需要的煤氣質量為0.8kg.
(1)首先根據表中水的容量和容器質量來計算出水的重力和容器重力,水重力與容器重力之和就是對臺面的壓力,然后除以接觸面積,就可計算對臺面的壓強.
(2)首先計算1.5m2每小時接收的太陽能,然后乘以每天日照時間按8h,就可計算出一天中接收的太陽能;一天中接收的太陽能乘以效率就是被水吸收的熱量,最后根據熱量的變形公式,計算升高的溫度.
(3)已知煤氣的熱值和獲得的熱量,根據Q放=mq的變形公式來計算燃燒煤氣的質量.
點評:這是一道綜合性很強的題目,要求知識的系統性要很強才能完成題目的解答.對于大型計算題要注意兩點:(1)公式及變形公式的正確運用;(2)知識與知識的內在聯系.