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太陽能熱水器
太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫,以滿足人們?nèi)粘I畹男枰哂邪踩⒐?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn).
如圖甲所示,太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成:一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器,每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成,雙層玻璃管之間是真空.如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖,它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似,只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料;另一部分是保溫儲(chǔ)水箱,保溫儲(chǔ)水箱下部與玻璃吸熱管相通.
玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示:當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時(shí),黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,將管內(nèi)的水加熱.向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動(dòng);背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動(dòng),形成冷熱水循環(huán),最終整箱水都升高至一定的溫度.玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用.
請(qǐng)回答以下問題:
(1)太陽能屬于
一次能源
一次能源
(選擇“一次能源”或“二次能源”).玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度變小,所受到的浮力
大于
大于
重力.
(2)能否將黑色的吸熱材料涂在玻璃吸熱管的外表面上?簡(jiǎn)單說明理由.
不能.因?yàn)椴A菬岬牟涣紝?dǎo)體,集熱管中又有真空層,不利于將熱量傳遞給管內(nèi)的水
不能.因?yàn)椴A菬岬牟涣紝?dǎo)體,集熱管中又有真空層,不利于將熱量傳遞給管內(nèi)的水
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(3)將質(zhì)量為100kg的初溫為20℃的水升高50℃,求這些水需要吸收多少熱量?[水的比熱容是4.2×10
3J/(kg?℃)]
(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S=2m
2,熱效率為η=40%(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能),該地點(diǎn)太陽能輻射到地面的平均功率為P=1.4×10
3W/m
2(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×10
3J).在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供,求需要加熱多少時(shí)間?