“节能减排”是当今社会的主题,充分利用太阳能是当今社会发展的需要.太阳能热水器已经走进千家万户,如图21所示是小佳家的太阳能热水器.它在晴天利用太阳能集热,在阴雨连绵的天气,则用标有“220V、2000W”字样的电热管对水加热.求:
(1)该太阳能热水器的容积为0.12m3,当水箱装满水时,水的质量是多少?[水的密度是:1.0×103kg/m3]
(2)该热水器电热管正常工作时的电阻是多大?
(3)利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃,水吸收的热量是多少?[水的比热容是:4.2×103J/(kg?℃)]
(4)如用电热管来给水加热,加热的效率为84%,则电热管把满箱水的温度从25℃加热到75℃需要消耗多少电能?这些电能可供“220V?40W”的电灯正常工作多长时间?
网友回答
解:
(1)∵ρ=,
∴m=ρV=1.0×103kg/m3×0.12m3=120kg;
(2)∵P=,
∴R===24.2Ω;
(3)Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×120kg×(75℃-25℃)
=2.52×107J.
(4)∵η=,
∴消耗的电能:
W===3.15×107J;
∵P=,
∴t===787500s=13125min=218.75h.
答:(1)当水箱装满水时,水的质量是120kg;
(2)该热水器电热管正常工作时的电阻是24.2Ω;
(3)利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃,水吸收的热量是2.52×107J;
(4)电热管把满箱水的温度从25℃加热到75℃需要消耗3.15×107J的电能,这些电能可供“220V?40W”的电灯正常工作218.75h.
解析分析:(1)已知热水器的容积和水的密度,利用m=ρV可以得到水的质量;
(2)知道电热管的额定电压和额定功率,利用P=求该热水器电热管正常工作时的电阻;
(3)又知道水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;
(4)由题知,加热的效率为84%,利用效率公式求消耗的电能;再利用t=求这些电能可供“220V?40W”的电灯正常工作多长时间.
点评:本题为电学和热学综合题,考查了学生对密度公式、电功率公式、吸热公式、效率公式的掌握和运用,知识点多、综合性强,计算时要求灵活运用所学知识,注意各知识点间的衔接.