Question

【题目】阅读下面的短文，回答问题

太阳能热水器

太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要，它具有安全、节能、环保等优点，如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，真空不利于热量的传递。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通．

请回答以下问题：

(1) 当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为__能，将管内的水加热．这是通过___的方式改变内能。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度__（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

(2)你认为__（填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是：_______。

(3)这台太阳能热水器的水箱容积为120 L，那么水箱内装满水时，水的质量是_____，在一般的光照条件下，太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为______。[水的比热容是4.2×103 J(kg·℃)]

（4）如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W．如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么热水器上集热器的面积至少要是______。

Answer 1

【答案】 内能 热传递 变小 不能 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水 120Kg 2.52×107J 2.5 m2

【解析】(1) 太阳能热水器，利用太阳能加热水，黑色的材料吸收辐射能力强，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，黑色吸热层再将管内的水加热．是通过热传递的方式改变内能的。根据物体热胀冷缩的性质，玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、质量不变，密度会变小。

(2) 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水，所以不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上。

(3)水箱内装满120 L水时，

水的质量是：

满箱20℃的水加热到70℃，则水吸收的热量为：

（4）太阳能的辐射功率：

太阳照射5h获得的太阳能：

由可得：

热水器集热器面积：

故答案为：(1). 内能 (2). 热传递 (3). 变小 (4). 不能 (5). 因为双层玻璃管（集热管）中间是真空层，不利于将热量传递给管内的水 (6). 120Kg (7). 2.52×107J (8). 2.5 m2