Question

（2012?泰兴市一模）一太阳能热水器，铭牌上部分参数如表所示．装满水放在阳光充足的水平台面上
（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.2m²，求它对台面的压力和压强．（g=10N/kg ）
（2）某地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶ J．若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h 计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？
（3）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气（热值q=4.2x 10⁷ J/kg ）获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？

型     号	JL-88
水容量/L	80
自身质量/kg	40

Answer 1

分析：（1）首先根据表中水的容量和容器质量来计算出水的重力和容器重力，水重力与容器重力之和就是对台面的压力，然后除以接触面积，就可计算对台面的压强．
（2）首先计算1.5m²每小时接收的太阳能，然后乘以每天日照时间按8h，就可计算出一天中接收的太阳能；一天中接收的太阳能乘以效率就是被水吸收的热量，最后根据热量的变形公式，计算升高的温度．
（3）已知煤气的热值和获得的热量，根据Q_放=mq的变形公式来计算燃烧煤气的质量．

解答：解：
（1）水的质量为：m=ρV=1.0×103kg/m³×80×10^-3m³=80kg
热水器对台面的压力：F=G=mg=（80kg+40kg）×10N/kg=1200N
热水器对台面的压强：P=

F

S

=

1200N

0.2m2

=6000Pa．
答：热水器对台面的压力为1200N
热水器对台面的压强是6000Pa．
（2）一天接收的太阳能为E=2.8×10⁶×1.5×8J=3.36×10⁷J；
水吸收的热量为Q=2.8×10⁶J×1.5×8×60%=2.016×10⁷J
水升高的温度：△t=

Q

cm

=

2.016×107J

4.2×103J/(kg?℃)×80kg

=60℃．
答：水接收的太阳能为3.36×10⁷J；
水升高的温度为60℃．
（3）需要的煤气为m=

Q

q

=

3.36×107J

4.2×107J

=0.8kg．
答：需要的煤气质量为0.8kg．

点评：这是一道综合性很强的题目，要求知识的系统性要很强才能完成题目的解答．对于大型计算题要注意两点：（1）公式及变形公式的正确运用；（2）知识与知识的内在联系．