Question

【題目】有一款太陽(yáng)能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如下表所示，將它安裝在陽(yáng)光充足的水平臺(tái)面，并注滿水.

（1）若它的底部支架與水平臺(tái)面的接觸面積為0．3m2 ， 求它對(duì)臺(tái)面的壓力和壓強(qiáng)(取g=l0N／kg)．
（2）德州市(晴天)平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為2．8×106J．若該熱水器接受太陽(yáng)能的有效面積為1．5m2 ， 每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，則它一天中接收的太陽(yáng)能(E)約為多少?若這些太陽(yáng)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

【答案】
（1）解：杯中水的重力為：G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×80×10-3 m3×10N/kg=800N ，杯子對(duì)臺(tái)面的壓力為：F= G器+ G水=800N+40kg×10N/kg=1200N，杯子對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)為：p=F/S=1200N/0.3m2=4×103Pa
（2）解：一天中接收的太陽(yáng)能：E=2.8×106J×1.5m2×8h=3.36×107 J；
被熱水器中的水吸收的熱量為：Q吸=ηE=60%×3.36×107 J=2.016×107 J，
由Q吸=cm（t－t0）得：水溫升高Δt=Q吸/cm=2.016×107 J/（4.2×103 J/( kg·℃)×80kg）=60℃

【解析】（1）在水平支持面的物體對(duì)支持面的壓力等于物體的重力，根據(jù)F=G=mg便可計(jì)算得出；根據(jù)公式p=便可計(jì)算出物體對(duì)水平面的壓強(qiáng)大小；（2）解決該問的關(guān)鍵，是能夠理解能量的利用效率的含義，利用好關(guān)系：Q吸=E，其中Q吸=cm△t，E等于每平方米、每小時(shí)吸收的太陽(yáng)能，與面積、時(shí)間的成績(jī).
【考點(diǎn)精析】掌握壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和熱量的計(jì)算是解答本題的根本，需要知道壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）；熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．