Question

【題目】太陽能熱水器具有安全、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，某品牌太陽能熱水器保溫儲(chǔ)水箱儲(chǔ)水120kg，集熱管長1.8m，內(nèi)底部到儲(chǔ)水箱中水面的高度為1.5m．若某地太陽光照射的時(shí)間為平均每天5h，太陽能輻射到集熱管上的平均功率為3.5×103W．[c水=4.2×103J/（kg℃），g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3]求：
①水對集熱管內(nèi)底部的壓強(qiáng)；
②當(dāng)儲(chǔ)水箱中的水吸收的熱量為2.52×107J時(shí)，水升高的溫度；
③若該太陽能集熱管5h接收的能量全部用來驅(qū)動(dòng)一輛電動(dòng)汽車，電動(dòng)汽車質(zhì)量為500kg，運(yùn)行過程中受到的平均阻力為車重的0.02倍，可供該電動(dòng)汽車以36km/h的速度勻速行駛多少小時(shí)．

Answer 1

【答案】①水對集熱管內(nèi)底部的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa；
②當(dāng)儲(chǔ)水箱中的水吸收的熱量為2.52×107J時(shí)，
由Q吸=cm△t可得，水升高的溫度：
△t= = =50℃；
③太陽能輻射到集熱管上的功：
W=Pt=3.5×103W×5×3600s=6.3×107J，
電動(dòng)汽車受到的阻力：
f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N，
該汽車克服阻力做功的功率：
P′=fv=100kg× m/s=1000W，
電動(dòng)汽車勻速行駛的時(shí)間：
t′= = =6.3×104s=17.5h．
答：①水對集熱管內(nèi)底部的壓強(qiáng)為1.5×104Pa；②當(dāng)儲(chǔ)水箱中的水吸收的熱量為2.52×107J時(shí)，水升高的溫度為50℃；③可供該電動(dòng)汽車以36km/h的速度勻速行駛17.5h．
【解析】①知道集熱管內(nèi)底部到儲(chǔ)水箱中水面的高度，根據(jù)p=ρgh求出水對集熱管內(nèi)底部的壓強(qiáng)；②知道水的質(zhì)量和吸熱的熱量以及比熱容，根據(jù)Q吸=cm△t求出水升高的溫度；③根據(jù)W=Pt求出太陽能輻射到集熱管上的功，根據(jù)f=0.02G=0.02mg求出電動(dòng)車受到的阻力，根據(jù)P= = =Fv求出克服阻力做功的功率，根據(jù)P= 求出可供該電動(dòng)汽車以36km/h的速度勻速行駛的時(shí)間．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解液體的壓強(qiáng)的計(jì)算的相關(guān)知識，掌握液體內(nèi)部壓強(qiáng)的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強(qiáng)單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點(diǎn)到液面的距離，以及對熱量的計(jì)算的理解，了解熱量的計(jì)算： ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) （Q吸是吸收熱量，單位是焦耳；c 是物體比熱，單位是：焦/(千克?℃)；m是質(zhì)量；t0 是初始溫度；t 是后來的溫度． ）② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放．