题目
题型:不详难度:来源:
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:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200316/20200316051736-68999.jpg)
(1)太阳能属于_______(选择“一次能源”或“二次能源”)。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”“变小”)。
(2)玻璃吸热管内表面为何涂成黑色,请说明理由_____ __。
(3)将质量为100kg的水温度升高了50℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
(4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%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
解析
试题分析:(1)太阳能直接从太阳光辐射中获得,属于一次能源;玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大,根据
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200316/20200316051737-25466.png)
(2)因为黑色物体能吸收所有颜色的光,即吸收太阳光能力强,能更有效的利用太阳能,故玻璃吸热管内表面涂成黑色;
(3)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×50℃=2.1×107J (2分,公式1分,过程和结果1分)
(4)Q放= Q吸/η=2.1×107J/0.4=5.25×107J (1分)
P总=1.4×103W/m2×2 m2=2.8×103W
t = Q放/ P总=5.25×107J/2.8×103W=18750s或约5.2h (1分)
点评:本题考查了学生对物体的密度、热量的计算和能量的利用率的运用,综合性强,属于难题.
核心考点
试题【阅读以下短文,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】;主要考察你对能量等知识点的理解。[详细]
举一反三
压缩式电冰箱的工作原理
电冰箱制冷原理的种类市场上共出现过九种,其中电机压缩式冰箱,简称压缩式冰箱(主要结构如下图所示).其优点是寿命长,使用方便,目前世界上91~95%的电冰箱属于这一类.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200316/20200316051603-30752.jpg)
压缩式电冰箱的制冷系统主要由压缩机(电动机)、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器和毛细管等五个基本单元组成.工作时由电动机提供机械能,通过压缩机对制冷系统做功.压缩机吸入在蒸发器中吸热蒸发的制冷剂蒸汽﹐经过压缩﹐成为高温高压蒸汽﹐被送往冷凝器.冷凝器向外界空气散热﹐将高温高压蒸汽冷凝成液态制冷剂﹐再经过干燥过滤器过滤掉混入系统中的微量物质和水分﹐以防止在毛细管中发生“脏堵”或“冻堵”从而防止压缩机不停空转却不能正常制冷.然后﹐液态制冷剂经毛细管节流﹐送入蒸发器.在蒸发器内﹐制冷剂由于压力突然降低而剧烈沸腾﹐同时吸收箱内被冷却物品的热量﹐产生制冷效果.制冷剂蒸汽再次送入压缩机.如此循环往复﹐使箱内保持设定的低温.
压缩式电冰箱根据是否需要人工除霜分为无霜强冷式电冰箱和有霜直冷式电冰箱.有霜型是人工除霜,不需电热.无霜型装有150W的电热器用以除霜,平均每天加热3次,每次加热约20分钟.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200316/20200316051603-28812.jpg)
(1)压缩机工作时将 能转化为机械能;
(2)冷凝剂在冷凝器中发生的物态变化名称为 ;
(3)在蒸发器内﹐制冷剂由于压力突然降低而剧烈沸腾,说明液体的沸点随气压的降低而 ;
(4)其它功能完全相同的无霜强冷式电冰箱比有霜直冷式电冰箱每天多消耗电能 KW·h;
(5)有一台电冰箱,压缩机能工作但不停机,制冷效果不好,请写出一种可能的原因: .
几种物质的比热容c [J/(㎏·℃)]
水 | 4.2×103 | 干泥土 | 0.84×103 |
冰 | 2.1×103 | 铜 | 0.39×103 |
煤油 | 2.1×103 | 铅 | 0.13×103 |
B.一桶水的比热容比一杯水的比热容大
C.质量相等的铜块和铅块,降低相同的温度,铜块放出的热量多
D.质量相等的水和煤油,温度都升高1℃,水吸收的热量多
(1)在这次行程中汽车发动机所做的功是多少J?
(2)汽车至少要加多少kg汽油?
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