Question

【题目】有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示，将它安装在阳光充足的水平台面，并注满水.

（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0．3m2 ， 求它对台面的压力和压强(取g=l0N／kg)．
（2）德州市(晴天)平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2．8×106J．若该热水器接受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?[c水=4.2×103(J／kg℃)]

Answer 1

【答案】
（1）解：杯中水的重力为：G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×80×10-3 m3×10N/kg=800N ，杯子对台面的压力为：F= G器+ G水=800N+40kg×10N/kg=1200N，杯子对台面的压强为：p=F/S=1200N/0.3m2=4×103Pa
（2）解：一天中接收的太阳能：E=2.8×106J×1.5m2×8h=3.36×107 J；
被热水器中的水吸收的热量为：Q吸=ηE=60%×3.36×107 J=2.016×107 J，
由Q吸=cm（t－t0）得：水温升高Δt=Q吸/cm=2.016×107 J/（4.2×103 J/( kg·℃)×80kg）=60℃

【解析】（1）在水平支持面的物体对支持面的压力等于物体的重力，根据F=G=mg便可计算得出；根据公式p=便可计算出物体对水平面的压强大小；（2）解决该问的关键，是能够理解能量的利用效率的含义，利用好关系：Q吸=E，其中Q吸=cm△t，E等于每平方米、每小时吸收的太阳能，与面积、时间的成绩.
【考点精析】掌握压强的大小及其计算和热量的计算是解答本题的根本，需要知道压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；热量的计算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收热量，单位是焦耳；c 是物体比热，单位是：焦/(千克?℃)；m是质量；t0 是初始温度；t 是后来的温度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．