九年级物理解答题中等难度题
小明家安装了一台燃气辅助式太阳能热水器.该热水器1h时间内得到的太阳辐射能平均为3.78×106 J(每天接收光照的时间平均为8h),热水器能把接收的太阳能的50%转化为水的内能,则热水器平均每天能将100kg水的温度升高℃.某天由于天气变化,傍晚时热水器中的水温只有30℃,为达到合适的水温,小明采用了燃气辅助加热,将质量100kg的水加热到60℃,需要燃烧m3 的燃气(不计热损失,该燃气的热值为q=8.4×107J/m3),请说出该太阳能热水器的一个优点.
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“清华阳光”系列太阳能的数据如下:
(1)已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为3×106J.若每天接收太阳能的时间以8h计算.热水器能把接收到的太阳能的50%转变成水的内能,在正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度?(已知c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)如果换用一台标有“220V1500W”的电热水器在额定电压下工作,把同样的一箱水加热升高相同的温度需要多长时间?
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我国太阳能热水器已走进了千家万户.泰安市正常情况下每平方米的面积lh得到的太阳辐射能量平均为3×106J.每天接收太阳能的时间以8h计算热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能.
(1)若王锐家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2,则正常情况下,该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃?
(2)为了进一步利用太阳能,人们正在研发太用能电动车.如图甲是人们研制的太阳能电动三轮车,车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中,电池再给三轮车的电动机供电.王锐同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图乙所示,若太阳能电池的电压保持不变,调速电阻的最大阻值为100Ω.闭合开关S,当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大,此时电流表示数5A,电动机电功率最大为1.2kW;当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小,此时电流表示数为1A,求这时电动机的电功率是多少?
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额定功率 | 1500W |
额定电压 | 220V |
容量 | 100L |
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某太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为4m2,热水器每平方米的面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,热水器仅能把接收的太阳能的42%转化为水的内能.(水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).
(1)若光照5h可以使热水器内初温为10℃、质量为100kg的水温度升高到多少℃?
(2)若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度,则至少需要燃烧多少m3的液化气?
(假设液化气燃烧放出的热量有70%被水吸收,液化气的热值是5.0×107J/m3)
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人类正积极开发和利用太阳能,如太阳能热水器、太阳能电池等。太阳能热水器利用真空热水管给水加热,如图某太阳能热水器接收太阳能的面积为3m2,每平方米面积上1h得到太阳辐射的能量平均为2.5×106J,该热水器仅能把接受太阳能的42%转化为水的内能,若光照6h可以使热水器内初温为15℃,质量为100kg的水温度升高到多少℃?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
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小阳家住在节能示范小区,小区建设时为每家都设计了如图所示的嵌入式太阳能阳台,它的集热器作为阳台一部分,与建筑完美结合,同时该太阳能热水器还具备电辅助加热功能,可不间断地为家庭提供生活热水。其相关参数见下表。
集热器面积/ | 水箱容量/L | 电辅加热器功率/W |
2.4 | 120 | 2000 |
(1)保温水箱安装于阳台上方,通过自然循环换热,将热能储存到水箱,没有其他能源消耗(完全免费热水)。热水器的集热器将太阳能转化为_______能,热水之所以能自然向上循环到水箱,是因为集热器中的水温度升高,密度变______(填“大”或“小”)。
(2)小阳查阅资料得知,当地夏季晴天时,平均太阳辐射功率为 1.95×106J/(m2·h),平均每天光照时间为10h,该热水器一天内能将水箱中的水从 20℃加热至 70℃,则一天内此水箱中的水吸收的热量是______?该太阳能热水器的光热转换效率是多少______?(百分号前保留一位小数)
(3)如果连续阴雨天(不计太阳辐射),需要开启电辅助加热,要升高相同温度,至少需要正常工作______时间?
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