Question

【題目】太陽能熱水器具有安全、節能、環保等優點，某品牌太陽能熱水器保溫儲水箱儲水120kg，集熱管長1.8m，內底部到儲水箱中水面的高度為1.5m．若某地太陽光照射的時間為平均每天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水對集熱管內底部的壓強；
②當儲水箱中的水吸收的熱量為2.52×107J時，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動一輛電動汽車，電動汽車質量為500kg，運行過程中受到的平均阻力為車重的0.02倍，可供該電動汽車以36km/h的速度勻速行駛多少小時．

Answer 1

【答案】①水對集熱管內底部的壓強：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa；
②當儲水箱中的水吸收的熱量為2.52×107J時，
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，
電動汽車勻速行駛的時間：
t′= = =6.3×104s=17.5h．
答：①水對集熱管內底部的壓強為1.5×104Pa；②當儲水箱中的水吸收的熱量為2.52×107J時，水升高的溫度為50℃；③可供該電動汽車以36km/h的速度勻速行駛17.5h．
【解析】①知道集熱管內底部到儲水箱中水面的高度，根據p=ρgh求出水對集熱管內底部的壓強；②知道水的質量和吸熱的熱量以及比熱容，根據Q吸=cm△t求出水升高的溫度；③根據W=Pt求出太陽能輻射到集熱管上的功，根據f=0.02G=0.02mg求出電動車受到的阻力，根據P= = =Fv求出克服阻力做功的功率，根據P= 求出可供該電動汽車以36km/h的速度勻速行駛的時間．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解液體的壓強的計算的相關知識，掌握液體內部壓強的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點到液面的距離，以及對熱量的計算的理解，了解熱量的計算： 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．