太阳能热水器是利用太阳能来加热水的一种装置,小新同学家有一台太阳能热水器安装在离地面10m高的屋顶上.现需要将初温为10℃的100kg的水,加热到60℃,则:
集热面积(m2)1.41容量(L)100辅助加热系统额定电压(V)220额定功率(W)1500频率(Hz)50最高温度(℃)70±5(1)把这些水从地面输送到屋顶的热水器中,需要对水做多少功?
(2)这些水要从太阳那里吸收多少热量?
(3)下雨时,改用热水器中的电辅助设备加热,若不计热损失,加热这些水需多长时间?[g=10N/kg,c水=4.2×103J/(kg?℃)].
网友回答
解:(1)对水做的功:
W=Gh=mgh=100kg×10N/kg×10m=1×104J;
(2)水要从太阳那里吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(60℃-10℃)=2.1×107J;
(3)由题知,不计热损失,W电=Q吸=2.1×107J,
∵P=,
∴需要加热时间:
t===1.4×104s.
答:(1)把这些水从地面输送到屋顶的热水器中,需要对水做1×104J的功;
(2)这些水要从太阳那里吸收2.1×107J的热量;
(3)若不计热损失,加热这些水需1.4×104s.
解析分析:(1)知道水的质量,利用重力公式求水的重力,又知道输送的高度,再利用功的公式W=Gh求对水做的功;(2)知道水的质量、水的比热容、水温度的升高值,利用吸热公式Q吸=cm△t求水要从太阳那里吸收的热量;(3)改用热水器中的电辅助设备加热,若不计热损失,W电=Q吸,再利用P=求加热时间.
点评:本题考查了功的计算、热量的计算、电功的计算,是一道电学与热学的综合应用题,与实际生活相联系,使学生认识到学了物理有用,属于中考常见题型.