解题思路:(1)根据密度的变形公式求出水的质量;根据W=Gh求出对水做的功;
(2)根据Q吸=cm△t求出水吸收的热量;
(3)根据η=
Q
吸
E
和E=1.0×103J/(m2•s)×St即可求出热水器加热的时间;
(4)根据Q吸=ηW电即可求出消耗的电能;
(5)从节约能源和环保的方面进行分析.
(1)∵ρ=[m/V],
∴水的质量m=ρ水V=1×103kg/m3×0.08m3=80kg;
把水送到水箱,做的功W=Gh=mgh=80kg×10N/kg×12m=9600J;
(2)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×80kg×(60℃-10℃)=1.68×107J;
(3)∵η=
Q吸
E
∴E=
Q吸
η=
1.68×107J
70%=2.4×107J;
又∵E=1.0×103J/(m2•s)×St
∴t=[E
1.0×103J/(m2•s)×S=
2.4×107J
1.0×103J/(m2•s)×3m2=8000s=0.22h;
(4)∵Q吸=ηW电
∴W电=
Q吸/η]=
1.68×107J
80%=2.1×107J;
(5)使用太阳能可以节约能源,并且无污染.
答:(1)80L水的质量是80kg;把这些水从地面输送到热水器的水箱中,至少需对水做9600J的功;
(2)这些水需要吸收的热量为1.68×107J;
(3)小明家每天大约需要80kg热水,用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要的时间为0.22h
(4)阴天时,若用效率为80%的电热水器,小明家每天要消耗2.1×107J的电能;
(5)使用太阳能可以节约能源,并且无污染.
点评:
本题考点: 太阳能热水器中的热量计算.
考点点评: 本题考查了水的质量、水吸收的热量、克服重力做的功、电功的计算、效率的计算以及使用太阳能的优点等,是一道综合计算题,熟练应用密度公式的变形公式、热量公式、功的公式以及效率的计算公式即可正确解题,解题时注意单位换算.