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(2012?泰兴市一模)一太阳能热水器,铭牌上部分参数如表所示.装满水放在阳光充足的水平台面上
(1)若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.2m2,求它对台面的压力和压强.(g=10N/kg )
(2)某地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106 J.若该热水器接收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?
(3)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2x 107 J/kg )获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
型     号 JL-88
水容量/L 80
自身质量/kg 40
分析:(1)首先根据表中水的容量和容器质量来计算出水的重力和容器重力,水重力与容器重力之和就是对台面的压力,然后除以接触面积,就可计算对台面的压强.
(2)首先计算1.5m2每小时接收的太阳能,然后乘以每天日照时间按8h,就可计算出一天中接收的太阳能;一天中接收的太阳能乘以效率就是被水吸收的热量,最后根据热量的变形公式,计算升高的温度.
(3)已知煤气的热值和获得的热量,根据Q=mq的变形公式来计算燃烧煤气的质量.
解答:解:
(1)水的质量为:m=ρV=1.0×103kg/m3×80×10-3m3=80kg
热水器对台面的压力:F=G=mg=(80kg+40kg)×10N/kg=1200N
热水器对台面的压强:P=
F
S
=
1200N
0.2m2
=6000Pa.
答:热水器对台面的压力为1200N
热水器对台面的压强是6000Pa.
(2)一天接收的太阳能为E=2.8×106×1.5×8J=3.36×107J;
水吸收的热量为Q=2.8×106J×1.5×8×60%=2.016×107J
水升高的温度:△t=
Q
cm
=
2.016×107J
4.2×103J/(kg?℃)×80kg
=60℃.
答:水接收的太阳能为3.36×107J;
水升高的温度为60℃.
(3)需要的煤气为m=
Q
q
=
3.36×107J
4.2×107J
=0.8kg.
答:需要的煤气质量为0.8kg.
点评:这是一道综合性很强的题目,要求知识的系统性要很强才能完成题目的解答.对于大型计算题要注意两点:(1)公式及变形公式的正确运用;(2)知识与知识的内在联系.
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