Question

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

型　　 號(hào)	JL-88
水容量/L	80
自身質(zhì)量/kg	40

Answer 1

解：
（1）水的質(zhì)量為：m=ρV=1.0×103kg/m³×80×10^-3m³=80kg
熱水器對(duì)臺(tái)面的壓力：F=G=mg=（80kg+40kg）×10N/kg=1200N
熱水器對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)：P===6000Pa．
答：熱水器對(duì)臺(tái)面的壓力為1200N
熱水器對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)是6000Pa．
（2）一天接收的太陽(yáng)能為E=2.8×10⁶×1.5×8J=3.36×10⁷J；
水吸收的熱量為Q=2.8×10⁶J×1.5×8×60%=2.016×10⁷J
水升高的溫度：△t===60℃．
答：水接收的太陽(yáng)能為3.36×10⁷J；
水升高的溫度為60℃．
（3）需要的煤氣為m===0.8kg．
答：需要的煤氣質(zhì)量為0.8kg．
分析：（1）首先根據(jù)表中水的容量和容器質(zhì)量來(lái)計(jì)算出水的重力和容器重力，水重力與容器重力之和就是對(duì)臺(tái)面的壓力，然后除以接觸面積，就可計(jì)算對(duì)臺(tái)面的壓強(qiáng)．
（2）首先計(jì)算1.5m²每小時(shí)接收的太陽(yáng)能，然后乘以每天日照時(shí)間按8h，就可計(jì)算出一天中接收的太陽(yáng)能；一天中接收的太陽(yáng)能乘以效率就是被水吸收的熱量，最后根據(jù)熱量的變形公式，計(jì)算升高的溫度．
（3）已知煤氣的熱值和獲得的熱量，根據(jù)Q_放=mq的變形公式來(lái)計(jì)算燃燒煤氣的質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：這是一道綜合性很強(qiáng)的題目，要求知識(shí)的系統(tǒng)性要很強(qiáng)才能完成題目的解答．對(duì)于大型計(jì)算題要注意兩點(diǎn)：（1）公式及變形公式的正確運(yùn)用；（2）知識(shí)與知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系．