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【题目】有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示.

容量

100L

额定电压

220V

加热功率

2000W

频率

50HZ

自身质量/kg

40

(1)若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2,求未装水时它对台面的压强.(g=10N/kg)

(2)阴雨天气,可以采用电辅加热,若电热转换效率为80%,则对满水箱水加热2h,可使水温升高多少?

(3)若上一问中消耗的电能由燃烧煤气来获得,则至少需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg)

【答案】(1)未装水时太阳能热水器对台面的压强为1.33×103Pa;

(2)若电热转换效率为80%,则对满水箱水加热2h,可使水温升高27.43℃;

(3)消耗的电能由燃烧煤气来获得,则至少需要完全燃烧0.34kg煤气

【解析】

试题分析:(1)已知热水器质量,可以得到重力;热水器对水平台面的压力等于其重力;已知压力和接触面积,利用公式p=得到热水器对水平台面的压强.

(2)已知加热时间和加热功率,可以得到消耗的电能;已知电热转换效率和消耗的电能,可以得到产生的热量;已知水的体积,可以得到水的质量,已知热量、水的比热容和质量,利用公式t=得到水温升高的数值;

(3)已知消耗的电能和煤气的热值,利用公式m=可以得到需要煤气的质量.

已知:m=40kg g=10N/kg S=0.3m2 P=2000W t=2h=7200s η=80% ρ=1.0×103kg/m3 V=100L=0.1m3 q=4.2×107J/kg

求:(1)p=?(2)t=?(3)m煤气=?

解:

(1)热水器对水平台面的压力:

F=G=mg=40kg×10N/kg=400N,

热水器对水平台面的压强:

p===1.33×103Pa;

(2)电加热消耗的电能:

W=Pt=2000W×7200s=1.44×107J,

水吸收的热量:

Q=Wη=W80%=1.44×107×80%=1.152×107J,

ρ=

水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg,

Q=cmt,

水升高的温度:

t==27.43℃

(3)Q=qm,

需要燃烧的煤气的质量:

m煤气====0.34kg.

答:

(1)未装水时太阳能热水器对台面的压强为1.33×103Pa;

(2)若电热转换效率为80%,则对满水箱水加热2h,可使水温升高27.43℃;

(3)消耗的电能由燃烧煤气来获得,则至少需要完全燃烧0.34kg煤气.

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