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太陽能熱水器

太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫,以滿足人們?nèi)粘I畹男枰。它具有安全、?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

如圖甲所示,太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成:一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器,每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成,雙層玻璃管之間是真空。如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖,它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似,只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料;另一部分是保溫儲(chǔ)水箱,保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通。

玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示:當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時(shí),黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,將管內(nèi)的水加熱。向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng);背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng),形成冷熱水循環(huán),最終整箱水都升高至一定的溫度。玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用。

請(qǐng)回答以下問題:

(1)太陽能屬于_______(選擇“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度_______(選填“變大”“不變”“變小”)。

(2)玻璃吸熱管內(nèi)表面為何涂成黑色,請(qǐng)說明理由_____        __。

(3)將質(zhì)量為100kg的水溫度升高了50℃,求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)]

(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m2,熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能),該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×103J)。在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供,求需要加熱多少時(shí)間?

 

【答案】

(1)一次能源,。2)黑色吸熱能力強(qiáng)(3)2.1×107J (4)18750s或約5.2h

【解析】

試題分析:(1)太陽能直接從太陽光輻射中獲得,屬于一次能源;玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大,根據(jù),密度變。

(2)因?yàn)楹谏矬w能吸收所有顏色的光,即吸收太陽光能力強(qiáng),能更有效的利用太陽能,故玻璃吸熱管內(nèi)表面涂成黑色;

(3)水吸收的熱量:

Qcmt=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×50℃=2.1×107J (2分,公式1分,過程和結(jié)果1分)

(4)Q= Q/η=2.1×107J/0.4=5.25×107J          (1分)

P=1.4×103W/m2×2 m2=2.8×103W

t = Q/ P=5.25×107J/2.8×103W=18750s或約5.2h   (1分)

考點(diǎn):太陽能熱水器中的熱量計(jì)算;能源分類;熱量的計(jì)算;黑色物體吸熱能力強(qiáng)。

點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)物體的密度、熱量的計(jì)算和能量的利用率的運(yùn)用,綜合性強(qiáng),屬于難題.

 

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相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

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【太陽能熱水器】
太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫,以滿足人們?nèi)粘I畹男枰哂邪踩、?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn).如圖甲所示,太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成:一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器,每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成,雙層玻璃管之間是真空.如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖,它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似,只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料;另一部分是保溫儲(chǔ)水箱,保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通.玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示:當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時(shí),黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,將管內(nèi)的水加熱.向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng);背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng),形成冷熱水循環(huán),最終整箱水都升高至一定的溫度.玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用.請(qǐng)回答以下問題:

(1)太陽能屬于
一次能源
一次能源
 (選擇“一次能源”或“二次能源”).玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度
變小
變小
(選填“變大”“不變”“變小”).
(2)玻璃吸熱管內(nèi)表面為何涂成黑色,請(qǐng)說明理由
黑色吸熱能力強(qiáng)
黑色吸熱能力強(qiáng)

(3)將質(zhì)量為100kg的水溫度升高了50℃,求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃)]
(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m2,熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能),該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×103J).在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供,求需要加熱多少時(shí)間?

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科目:初中物理 來源:2013屆江蘇省無錫市惠山區(qū)九年級(jí)下學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

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太陽能熱水器
太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫,以滿足人們?nèi)粘I畹男枰K哂邪踩、?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

如圖甲所示,太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成:一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器,每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成,雙層玻璃管之間是真空。如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖,它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似,只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料;另一部分是保溫儲(chǔ)水箱,保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通。
玻璃吸熱管工作原理如圖25乙所示:當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時(shí),黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,將管內(nèi)的水加熱。向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng);背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng),形成冷熱水循環(huán),最終整箱水都升高至一定的溫度。玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用。
請(qǐng)回答以下問題:
(1)太陽能屬于_____ (選擇“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度_______(選填“變大”“不變”“變小”)。
(2)玻璃吸熱管內(nèi)表面為何涂成黑色,請(qǐng)說明理由_____。
(3)將質(zhì)量為100kg的水溫度升高了50℃,求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)]
(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m2,熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能),該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×103J)。在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供,求需要加熱多少時(shí)間?

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科目:初中物理 來源:2013屆江蘇省無錫市前洲中學(xué)九年級(jí)上學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:計(jì)算題

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太陽能熱水器
太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫,以滿足人們?nèi)粘I畹男枰。它具有安全、?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
如圖甲所示,太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成:一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器,每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成,雙層玻璃管之間是真空。如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖,它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似,只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料;另一部分是保溫儲(chǔ)水箱,保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通。
玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示:當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時(shí),黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,將管內(nèi)的水加熱。向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng);背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng),形成冷熱水循環(huán),最終整箱水都升高至一定的溫度。玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用。
請(qǐng)回答以下問題:

(1)太陽能屬于_______(選擇“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度_______(選填“變大”“不變”“變小”)。
(2)玻璃吸熱管內(nèi)表面為何涂成黑色,請(qǐng)說明理由_____        __。
(3)將質(zhì)量為100kg的水溫度升高了50℃,求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)]
(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m2,熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能),該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×103J)。在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供,求需要加熱多少時(shí)間?

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科目:初中物理 來源:2012-2013學(xué)年江蘇省無錫市惠山區(qū)九年級(jí)下學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

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太陽能熱水器

太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫,以滿足人們?nèi)粘I畹男枰。它具有安全、?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

如圖甲所示,太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成:一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器,每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成,雙層玻璃管之間是真空。如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖,它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似,只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料;另一部分是保溫儲(chǔ)水箱,保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通。

玻璃吸熱管工作原理如圖25乙所示:當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時(shí),黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,將管內(nèi)的水加熱。向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng);背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng),形成冷熱水循環(huán),最終整箱水都升高至一定的溫度。玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用。

請(qǐng)回答以下問題:

(1)太陽能屬于_____ (選擇“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度_______(選填“變大”“不變”“變小”)。

(2)玻璃吸熱管內(nèi)表面為何涂成黑色,請(qǐng)說明理由_____。

(3)將質(zhì)量為100kg的水溫度升高了50℃,求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)]

(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m2,熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能),該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×103J)。在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供,求需要加熱多少時(shí)間?

 

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