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随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖.其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温.当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:
散热管\地面装饰层材料 陶瓷 塑料 木地板
聚乙烯(PE-RT) 136.6W/m2 103.5W/m2 93.5W/m2
聚丁烯(PB) 125.7W/m2 96.9W/m2 90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103kg,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?[c=4.2×103J/(kg?℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?请至少写出两点.
分析:(1)知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式Q=cm(t-t0)求水吸收的热量.
(2)由题知,家庭地面用木地、散热管材料为聚丁烯,由表中数据得出该家庭地面单位面积上的散热功率P,利用Q=PSt求该供暖系统每小时的散热量;
(3)从地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等方面回答.
解答:解:
(1)水吸收的热量:
Q=cm(t-t0
=4.2×103J/(kg?℃)×2×103kg×(45℃-5℃)
=3.36×108J;
(2)由题知,散热管材料为聚丁烯,用木地板,该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0W/m2
该供暖系统每小时的散热量:
Q=PSt=90.0W/m2×80m2×3600s=2.592×107J;
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关.
答:(1)水至少需要吸收3.36×108J的热量;
(2)该供暖系统每小时的散热量为2.592×107J;
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料有关.
点评:本题以“水地暖”为物理情景,考查了热量的计算,同时考查了根据题目提供信息分析解决问题的能力,有难度!
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