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小华同学家安装了一台太阳能热水器,晴天可利用太阳能集热,阴雨天可用电辅助加热,铭牌如下:(1)若平均每平方米面积上每小时接收的太阳能约为2.8×108J。该热水器接受太阳能

网友投稿  2022-06-15 00:00:00  互联网

◎ 题目

小华同学家安装了一台太阳能热水器,晴天可利用太阳能集热,阴雨天可用电辅助加热,铭牌如下:
(1)若平均每平方米面积上每小时接收的太阳能约为2.8×108J。该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间8h,则它1天中接收的太阳能E约为多少?若太阳能装满水,这些太阳能有60%被热水器吸收,则可使水温升高多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) 取g=10N/kg ]
(2)若该热水器1天中接收的太阳能由电加热提供,则热水器正常工作的电流是多少?热水器需正常工作时间是多长?
(3)一天,小华在晚饭后用电烧水,发现将贮满水的热水器中的水从20℃升高到60℃,晚上比白天烧水用的时间长,原因是:_________________________________,他仔细查看了太阳能热水器的说明书,发现其发热体就是一根电热丝。他想将它改造一上,使其加热时间缩短,请你给他提出一种改造的方案:____________________________________。
(4)请从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发利用太阳能的主要理由;说出当前利用太阳能方面所面临的主要问题。

◎ 答案

解:
(1)它1天中接收的太阳能E约为:E=2.8×106J×1.5×8=3.36×107J
热水器装满水的质量为:m=ρv=1.0×103 kg / m3×100 L=100 kg
由公式Q=cm(t2-t1)可求水温升高为:(t2-t1)=Q/ cm= E×60% / cm=3.36×107J×60% /[4.2×103J/(kg·℃)×100 kg]=48℃
(2)热水器正常工作的电流可由P=UI得:I=P/U=2000W/220V≈9.1A,热水器需正常工作时间可由E=W=Pt求出:t=W/P=E/P=3.36×107J/2000W=1.68×104s≈9.1h
(3)晚饭后为用点高峰电压低,在相同时间内产生的热量少;再并联一根电阻丝
(4)使用太阳能不仅清洁无污染,而且还节约能源。当前利用太阳能方面所面临的主要问题有:转化率低,且易受到天气的影响。

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“小华同学家安装了一台太阳能热水器,晴天可利用太阳能集热,阴雨天可用电辅助加热,铭牌如下:(1)若平均每平方米面积上每小时接收的太阳能约为2.8×108J。该热水器接受太阳能…”主要考查了你对  【热量的计算公式的应用】,【电功或电能的计算】,【焦耳定律的变形公式的应用】,【太阳能】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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