题目

题型：江苏期中题难度：来源：

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。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。
        玻璃吸热管工作原理如图乙所示：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内能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
        请回答以下问题：
（1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力________重力。
（2）能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上？简单说明理由________。
（3）将质量为100kg的初温为20℃的水加热到70℃，求这些水需要吸收多少热量？
（4）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m²，热效率为η=30%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的30%转化为水的内能)，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×10³W/m²(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×10³J)。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？

答案

（1）大于
（2）不能，因为玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水
（3）2.1×10⁷J
（4）25000s