Question

一太陽能熱水器，銘牌上部分參數如表所示．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．（g=10N/kg ）
（2）某地區（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1.5m²，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？
（3）若該熱水器一天中接收的太陽能，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	JL-88
水容量/L	80
自身質量/kg	40

Answer 1

【答案】分析：（1）首先根據表中水的容量和容器質量來計算出水的重力和容器重力，水重力與容器重力之和就是對臺面的壓力，然后除以接觸面積，就可計算對臺面的壓強．
（2）首先計算1.5m²每小時接收的太陽能，然后乘以每天日照時間按8h，就可計算出一天中接收的太陽能；一天中接收的太陽能乘以效率就是被水吸收的熱量，最后根據熱量的變形公式，計算升高的溫度．
（3）已知煤氣的熱值和獲得的熱量，根據Q_放=mq的變形公式來計算燃燒煤氣的質量．
解答：解：
（1）水的質量為：m=ρV=1.0×103kg/m³×80×10^-3m³=80kg
熱水器對臺面的壓力：F=G=mg=（80kg+40kg）×10N/kg=1200N
熱水器對臺面的壓強：P===6000Pa．
答：熱水器對臺面的壓力為1200N
熱水器對臺面的壓強是6000Pa．
（2）一天接收的太陽能為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：需要的煤氣質量為0.8kg．
點評：這是一道綜合性很強的題目，要求知識的系統性要很強才能完成題目的解答．對于大型計算題要注意兩點：（1）公式及變形公式的正確運用；（2）知識與知識的內在聯系．