小华家屋顶上有一台太阳能热水器,水箱容量为150升,水箱离地面高12米.(g取10N/kg)则(1)将水从地面输送到热水器的水箱中,至少需对这些水做多少功?(2)假如

发布时间:2020-08-05 18:22:13

小华家屋顶上有一台太阳能热水器,水箱容量为150升,水箱离地面高12米.(g取10N/kg)则
(1)将水从地面输送到热水器的水箱中,至少需对这些水做多少功?
(2)假如热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能,则使一箱水温度从15℃升高到65℃需要接收多少太阳能?(C水=4.2×103J/(kg?℃))
(3)太阳能热水器是将太阳能转化成内能的装置,请说出使用太阳能热水器有什么优缺点?(各说一条即可)

网友回答

解:(1)水箱内水的体积:
v=150L=150×10-3m3,
水箱内水的质量:
m=ρv=1.0×103kg/m3×150×10-3m3=150kg,
水箱内水受到的重力:
G=mg=150kg×10N/kg=1500N,
把这些水从地面输送到热水器的水箱中做的功:
W=Gh=1500N×12m=18000J.
答:至少需对这些水做18000J的功.
(2)∵C=4.2×103J/(kg?℃),△t=t-t0=65℃-15℃=50℃,
∴水吸收的热量为:
Q吸=Cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×150kg×50℃=31.5×107J,
所以接收的太阳能为:
Q===6.3×108J.
答:需要接收的太阳能为6.3×108J.
(3)由题可知,使用太阳能可以节能,安全且无污染,但雨天或阴天时无法使用.
优点:使用太阳能可以节约电能等,且无污染;
缺点:但受天气情况制约.
解析分析:(1)知道水箱容积(水的体积),利用密度公式求水的质量,求出了水的质量,利用重力公式求水受到的重力,再利用功的公式W=Gh求把水抽到12m高的水箱内做的功.
(2)知道水的比热容、质量和温度变化,可利用公式Q吸=Cm△t计算水吸收的热量,热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能,可利用公式Q=计算接收的太阳能.
(3)太阳的优点很多,如太阳能作为一种新能源,它与常规能源相比有三大特点:
第一:它是人类可以利用的最丰富的能源.取之不尽,用之不竭.
第二:地球上,无论何处都有太阳能,可以就地开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值.
第三:太阳能是一种洁净的能源.在开发利用时,不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音,更不会影响生态平衡.绝对不会造成污染和公害.
但雨天或阴天时无法使用.

点评:学生对密度公式、吸热公式、效率公式的掌握和运用,及其使用太阳能热水器的优缺点的认识,知识面广,难度大,要求学生要掌握各方面的知识,才能解决综合性的问题.计算时注意单位统一.
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