有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如右表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水. 型 号 JL-88 水容量/L 80 自身质量/kg 40(1)若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2

问题描述:

有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如右表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水.

型    号 JL--88
水容量/L 80
自身质量/kg 40
(1)若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2,求它对台面的压力和压强. (取g=10N/kg)
(2)泰州地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106J.若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?[c=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
(4)请你:①从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由;②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难(可从自然因素或技术因素等方面思考).


(1)G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×80×10-3m3×10N/kg=800N;
F=G+G=800N+40kg×10N/kg=1200N;
p=

F
S
1200N
0.3m2
=4×103Pa;
(2)E=2.8×106×1.5×8J=3.36×107J;
Q=ηE=60%×3.36×107J=2.016×107J;
由Q=cm(t-t0)(或“Q=cm△t”)得:
△t=
Q
cm
=
2.016×107J
4.2×103J/(kg•°C)×80kg
=60℃;
(3)Q=mq
m=
Q
q
=
E
q
=
3.36×107J
4.2×107J
=0.8kg;
(4)①利用太阳能可节约化石类能源,减少环境污染;②受天气影响;转换效率低,提供的功率小.
答:(1)它对台面的压力为1200N,压强为4×103Pa.
(2)一天中接收的太阳能(E)约为2.016×107J;这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高60℃.
(3)需要完全燃烧0.8kg煤气.
(4)①利用太阳能可节约化石类能源,减少环境污染;②受天气影响,而且转换效率低,提供的功率小.