Question

根據(jù)表保溫桶中某太陽(yáng)能熱水器的一些數(shù)據(jù)計(jì)算：

保溫桶內(nèi)徑（Φ340mm）
管子支數(shù)		18
采光面積（m2）		2
保溫桶容積（升）		130
水溫（℃） （出水溫度）	夏天	45-90
	冬天	40-60
電熱管		220V 1100W

（1）這臺(tái)熱水器裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量是多少千克？
（2）夏天進(jìn)入熱水器的水溫為20℃，計(jì)算在夏天最好的光照條件下，理想情況下這臺(tái)熱水器裝滿水時(shí)，吸收的熱量是多少焦？（C_水=4.2×103/（kg?°C））
（3）若保溫桶距水龍頭處3m高，將水從水龍頭處送到保溫桶，注滿水需做多少功？（g取10N/kg）
（4）在冬天無(wú)陽(yáng)光時(shí)可以采用電熱管加熱，若當(dāng)時(shí)的供電電壓只有200V，電熱管的實(shí)際功率是多少瓦？（此問(wèn)計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)）

Answer 1

解：
（1）∵ρ=1.0×10³kg/m³，保溫桶容積V=130L=0.13m³，
∴熱水器裝滿水時(shí)，水的質(zhì)量為：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.13m³=130kg．
答：水的質(zhì)量是130kg．
（2）從表可知，水的末溫為90℃，
故水的溫度變化為：△t=t-t₀=90℃-20℃=70℃，
∵C=4.2×10³J/（kg?℃），m=130kg，△t=70℃，
∴Q=Cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×130kg×70℃=3.822×10⁷J．
答：吸收的熱量是3.822×10⁷J．
（3）∵m=130kg，g=10N/kg，
∴G=mg=130kg×10N/kg=1300N，
又∵h(yuǎn)=3m，
∴注滿水需對(duì)水做功為：W=Gh=1300N×3m=3900J．
答：注滿水需做功3900J．
（4）∵U_額=220V，P_額=1100W，
∴電熱管的電阻為：R===44Ω，
又∵U_實(shí)=200V，
∴電熱管的實(shí)際功率是：P_實(shí)==909W．
答：電熱管的實(shí)際功率是909W．
分析：（1）已知熱水器裝滿水時(shí)的體積和水的密度，可利用公式m=ρV計(jì)算水的質(zhì)量．
（2）從表可知，夏天最好的光照條件下，水的末溫為90℃，已知水的初溫，從而可以計(jì)算出水的溫度變化，知道水的質(zhì)量和水的比熱容，可利用公式Q=Cm△t計(jì)算水吸收的熱量．
（3）已知水的質(zhì)量和g，可利用公式G=mg計(jì)算水的重力，又知道水上升的高度，可利用公式W=Gh計(jì)算功的大�。�
（4）已知電熱管的額定電壓和額定功率，可利用公式R=計(jì)算電熱管的電阻，又知道實(shí)際電壓，可利用公式P_實(shí)=計(jì)算電熱管的實(shí)際功率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了密度公式、重力公式、功的公式和熱量公式的運(yùn)用和計(jì)算能力，以及可利用公式P=計(jì)算電阻和實(shí)際功率，計(jì)算過(guò)程要注意單位換算．