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太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优,点。
如图21所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空。如图”所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
玻璃吸热管工作原理如图”所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题:
(1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小,所受到的浮力_ ___重力。
(2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?简单说明理由。
(3)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg・℃)]
(4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少小时?
一个工人用由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组(不计摩擦和绳重),将400N重的货物经过10s匀速提高4m,所用的拉力是250N。求:
(1)滑轮组中动滑轮重为多少N?
(2)此时滑轮组的机械效率是多少?
(3)若把800N的重物提起,工人至少要用多大的拉力?
小明同学每次放学回家要背着沉重的书包爬上15m高的楼,累得气喘吁吁。小明同学和书包总重600N,爬楼用时3min。求:
(1)小明背书包爬楼克服自身和书包的总重力所做的功;
(2)小明爬楼克服总重力做功的功率。
如图所示,是家用保温式电饭锅的电路原理图,S是手动、温控一体开关——必须用外力按下才能闭合,但当锅底温度达到大约103℃以上时,会自动弹起断开进入保温状态.已知R2=495Ω,电饭锅的额定加热功率为880W.
⑴分析电路原理图或根据你的实际生活经验,如果不按下开关S,电饭锅___________煮熟饭(选填“能”或“不能”)
⑵当电饭锅处于正常加热状态时,电路中的电流是多大?加热状态下通电20min产生的电热是多大?
⑶当电饭锅处于保温状态时,保温功率是多大?
小明4月底看到家中电能表如图(甲)所示,当他5月底再去观察时,发现电能表如图(乙)所示。他家有一个电热水壶,他想探究该电热水壶的实际功率和烧水时的效率,为此他在电热水壶中装入1.5kg20℃的凉水,将其单独接在电路中,发现电能表上指示灯1min内闪烁了80次,通电6分钟水被烧开至100℃。求:
⑴他家5月消耗的电能; ⑵他家接入电路中的用电器允许的最大功率.
⑶电热壶的实际功率⑷电热水壶烧水的效率(结果保留一位小数)
某汽车发动机的功率为29.4kw,以36kw/h的速度匀速行驶,行驶了200km时,消耗汽油50kg。其中汽油的热值为4.6×107J/kg。求:
(1)汽车速度匀速行驶了200km所用时间是多少秒?
(2)汽油完全燃烧放出的热量;
(3)发动机的效率。