小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上,热水器的水箱离地面高12m.当太阳光照射集热管时,1m2面积上在1s内平均得到

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  • 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=cm△t求出水吸收的热量;

    (3)根据η=

    Q

    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=ηW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=ρV=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=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=ηW

    ∴W=

    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.

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