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10.小明家住一座七层宿舍楼的五楼,在距他家7m处的楼顶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1.2m2,能把接收的太刚能的50%转变化为水的内能,求:
(1)将100kg的水从小明家压到楼顶的热水器水箱中,应做功多少J?
(2)天气晴朗时,若每平方米的面积上在l小时内得到太阳辐射能平均为2.1×106J,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l0小时计算).

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)100kg水所受重力:G=mg=100kg×10N/kg=1000N,
对水做功:W=Gh=1000N×7m=7000J;
(2)太阳能热水器每天接收的太阳辐射能为:
Q=2.1×106J/(m2•h)×1.2m2×10h=2.52×107J,
由η=$\frac{{Q}_{吸}}{Q}$得,水吸收的热量为:Q=Qη=2.52×107J×50%=1.26×107J
由Q=cm(t-t0)得,水升高温度:△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{1.26×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×100kg}$=30℃,
水的终温:t=△t+t0=30℃+20℃=50℃.
答:(1)将100kg的水从小明家压到楼顶的热水器水箱中,应做功7000J;
(2)这台热水器每天能将初温为20℃,质量为100kg的水加热到50℃.

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,属于中考热点题.

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