Question

7．有一款太陽能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如表所示，將它安裝在陽光充足的水平臺面，并注滿水．

型號	JL一88
水容量/L	80
自身質(zhì)量/kg	40

（1）若它的底部支架與水平臺面的接觸面積為0.3m²，求它對臺面的壓力和壓強（取g=l0N/kg）．
（2）德州市（晴天）平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為2.8×10⁶J．若該熱水器接受太陽能的有效面積為1.5m²，每天日照時間按8h計算，則它一天中接收的太陽能（E）約為多少？若這些太陽能有60%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？[C_水=4.2×10³（J/kg?℃）]．

Answer 1

分析 （1）本題首先從表中數(shù)據(jù)這款太陽能熱水器自身質(zhì)量，水容量，然后求 熱水器的總質(zhì)量、總重力，最后求它對臺面的壓強．
（2）先求有效面積為1.5m²的太陽能熱水器一天（8h）吸收的太陽能E；再根據(jù)吸熱的效率求出水吸收的熱量，利用吸熱公式變形即可求出水溫升高的情況．

解答 解：（1）讀表查的可知，這款太陽能熱水器自身質(zhì)量為40kg，水容量為V=80L=0.08m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可知裝滿水時水的質(zhì)量：
m_水=ρ_水V=10³kg/m³×0.08m³=80kg．
則熱水器的總質(zhì)量為：m=m_熱水器+m_水=40kg+80kg=120kg．
太陽能熱水器裝滿水后對臺面的壓力為：
F=G=mg=120kg×10N/kg=1200N；
壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1200N}{0.3{m}^{2}}$=4×10³Pa．
（2）它1天中接收的太陽能約為：
E=2.8×10⁶J×1.5×8=3.36×10⁷J；
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{E}$可得水吸收的熱量為：
Q_吸=Eη=3.36×10⁷J×60%=2.016×10⁷J，
由公式Q=cm△t可求水溫升高為：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{c{m}_{水}}$=$\frac{2.016×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}/（kg•℃）×120kg}$=40℃．
答：（1）若它的底部支架與水平臺面的接觸面積為0.3m²，它對臺面的壓強為4×10³Pa．
（2）它一天中接收的太陽能（E）約為3.36×10⁷J；這些太陽能有60%被熱水器中的水吸收，可使水溫升高40℃．

點評 太陽能具有取之不盡，用之不竭，清潔無污染等諸多優(yōu)點，深受人們的青睞．在能源問題日益突出的今天，如何有效地利用太陽能自然成了中考關(guān)注的熱點．