Question

小華同學為了節(jié)能和方便家人洗澡，用廢棄的汽油桶在房頂上自制了一個簡易太陽能熱水器，圖2是它的安裝示意圖。在水箱上下安有二根管子，其中一根是進出水管，給熱水器上冷水或淋浴時用熱水，都是通過進出水管來完成，室內(nèi)進出水管上安有三個閥門。

若當?shù)氐拇髿鈮簭妏₀=1.0×10⁵Pa，請回答下列問題：

(1)小華為什么要在熱水器上方安裝一根與大氣相通的管子A?

(2)根據(jù)閥門I、II、Ⅲ的位置，說明它們的作用是什么?如何調(diào)節(jié)噴頭出水的溫度?

(3)給熱水器上冷水時，閥門I、1I、III應(yīng)當處于何種狀態(tài)?洗澡時，閥門1、II、111應(yīng)當處于何種狀態(tài)?

(4)如果小華同學住的居民樓層高為3 m，他家的熱水器安裝在七樓樓頂上，且距樓頂高1 m，那么該地區(qū)的水壓至少為多大，才能順利為熱水器上水?

(5)設(shè)熱水器水箱容積為100 L，在一般的光照條件下，一滿箱12℃的水經(jīng)白天太陽的加熱溫度可達到45℃，這相當于多少煤氣完全燃燒放出的熱量?(已知水的比熱容為4.2×10⁷J／(kg·℃)，煤氣的熱值約4.2×10⁷J／kg)

Answer 1

 (1)A管的作用一是排氣,二是溢水。因為汽油桶改做水箱后,如果不安裝A管排氣的話,上水時會把一些空氣密閉在里面,就不易將水注滿;而且,上方的空氣還影響箱內(nèi)水溫升高。

(2)閥門Ⅰ控制進入水箱的冷水;閥門Ⅱ控制進入淋浴噴頭的熱水;閥門Ⅲ控制進入淋浴噴頭的冷水。通過閥門Ⅱ、閥門Ⅲ調(diào)節(jié)進入淋浴噴頭的冷熱水的多少可以改變淋浴噴頭噴出的水的溫度。(3)給熱水器上水時,閥門Ⅰ應(yīng)打開,閥門Ⅱ、閥門Ⅲ應(yīng)關(guān)閉。洗澡時,閥門Ⅰ應(yīng)關(guān)閉,閥門Ⅱ、閥門Ⅲ應(yīng)打開。(4)水箱距地面高度h =22m。該地區(qū)的最低供水水壓,p =ρgh +p0=3.2×10⁵Pa。(5)m =ρV =100kg。Q噴= cm(t-t0) =1.39×10⁷J。如果靠煤氣燃燒放出這些熱量,需完全燃燒的煤氣,m =Q吸/q=0.33kg。