Question

一太陽能熱水器，銘牌上部分參數如下表所示。裝滿水放在陽光充足的水平臺面上
（1）若它的底部支架與水平臺面的接觸面積為0.2m²，求它對臺面的壓力和壓強．（2分）（g ="10N/kg" ）
（2）某地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時接收的太陽能約為2.8×10⁶ J ．若該熱水器接收太陽能的有效面積為1.5 m²，每天日照時間按8h 計算，則它一天中接收的太陽能（E）約為多少？若這些太陽能有60 ％被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？（1+2=3分）
（3）若該熱水器一天中接收的太陽能，由燃燒煤氣（熱值q ="4.2" x 10⁷ J/kg ）獲得，則需要完全燃燒多少千克煤氣？（2分）

Answer 1

（1）水的質量：m=ρV=1000×80×10^-3m³=80Kg
壓力：F="G=mg=(80" Kg +40 Kg) ×10N/ Kg =1200N(1分)
壓強：P=F/s=1200N/0.2m²=6000Pa(1分)
（2）水吸收的熱量：Q=2.8×10⁶J×1.5×8×60%=2.016×10⁷J(1分)
升高的的溫度:Δt= Q/cm=2.016×10⁷J/4.2×10³Kg/m³×80kg=60℃(2分)
（3）m=Q/q=2.016×10⁷J/4.2×10⁷J/Kg=0.48Kg(2分)解析:
水的質量：m=ρV=1000×80×10^-3m³=80Kg壓力：F="G=mg=(80" Kg +40 Kg) ×10N/ Kg =1200N
太陽能熱水器對臺面的壓強：P=F/s=1200N/0.2m²=6000Pa；根據公式Q=cmt計算水吸收的熱量：Q=2.8×10⁶J×1.5×8×60%=2.016×10⁷J升高的的溫度:Δt= Q/cm=2.016×10⁷J/4.2×10³Kg/m³×80kg=60℃。若該熱水器一天中接收的太陽能，由燃燒煤氣（熱值q ="4.2" x 10⁷ J/kg ）獲得，
則需要完全燃燒煤氣的質量是m=Q/q=2.016×10⁷J/4.2×10⁷J/Kg=0.48Kg