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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.
  如图甲所示,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.如图乙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乙所示: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,从而形成冷热水循环,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)要将质量为100kg、初温为20℃的水加热到60℃,则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%转化为水的内能),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的能量为1.4×103J).在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热的时间.

科目 物理   题型 综合题   难度 中等
知识点: 太阳能热水器中的热量计算 太阳能的其他相关计算
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