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小明家住一座七层宿舍楼的五楼,每层楼高为3m,他家在楼顶上安装了太阳能热水器,接收太阳能总有效面积1.2m2,能把接收的太阳能的50%转变化为水的内能,g=10N/kg.求:
(1)假设小明家水管口距离五楼地面上的高度为1m,热水器水箱离七楼顶面的高度也为1m,将100kg的水从小明家压到楼顶的水箱,应至少做功多少?
(2)天气晴朗时,若每平方米的面积上在1h内得到太阳辐射能平均为2.8×106J,这台热水器每天能将初温为20℃,质量为100kg的水加热到多少度?[每天接收太阳能的时间以10h计算,水的比热容4.2×103J]
【答案】分析:(1)根据重力公式可求出100kg水的重量,再由做功公式就会算出将100kg的水从小明家压到楼顶的水箱,应做的功;
(2)先算出太阳能热水器每天接收的太阳辐射能,再根据比热容公式就可求出这台热水器每天能将初温为20℃,质量为100kg的水加热到多少度.
解答:解:(1)根据重力公式和做功公式得W=mgh=100kg×10N/kg×(2m+2×3m+1m)=9×103J,
答:将100kg的水从小明家压到楼顶的水箱,应至少做功为9×103J.
(2)太阳能热水器每天接收的太阳辐射能为:
Q=2.8×106J/(m2?h)×1.2m2×10h=3.36×107J,
水吸收的热量为:
Q=Qη
=3.36×107J×50%
=1.68×107J
又有Q=cm(t-t
=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(t-20℃)
=1.68×107J
可得t=60℃.
答:这台热水器每天能将初温为20℃,质量为100kg的水加热到60℃.
点评:本题考查的知识点较多,包括重力公式、做功公式、比热容公式的计算,属于考试的重点题.
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15、小明家住一座七层宿舍楼的五楼,每层楼高为3m,他家在楼顶上安装了太阳能热水器,接收太阳能总有效面积1.2m2,能把接收的太阳能的50%转变化为水的内能,g=10N/kg.求:
(1)假设小明家水管口距离五楼地面上的高度为1m,热水器水箱离七楼顶面的高度也为1m,将100kg的水从小明家压到楼顶的水箱,应至少做功多少?
(2)天气晴朗时,若每平方米的面积上在1h内得到太阳辐射能平均为2.8×106J,这台热水器每天能将初温为20℃,质量为100kg的水加热到多少度?[每天接收太阳能的时间以10h计算,水的比热容4.2×103J(kg?℃)]

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小明家住一座七层宿舍楼的五楼,每层楼高为,他家在楼顶上安装了一台电辅助式太阳

能热水器,接收太阳能总有效面积,能把接收的太阳能的50%转变化为水的内能,

。求:

⑴ 假设小明家水管口距离五楼地面上的高度为,热水器水箱离七楼顶面的高度也为,将

的水从小明家压到楼顶的水箱,应至少做功多少?

⑵ 天气晴朗时,若每平方米的面积上在1小时内得到太阳辐射能平均为,这台热水器

每天能将初温为20℃,质量为的水加热到多少度?(每天接收太阳能的时间以10小

时计算,水的比热容℃)。 

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