[考点]
功的简单计算,功率的计算,利用比热容的公式计算热量,能量的利用效率,太阳能的利用,
[答案]
(1)若小明家热水器水箱进水口距离屋顶水池出水口的高度是20m,要将他家空水箱灌满水,那么这些水从出水口流到进水口,水的重力做了2×104J的功;
(2)①太阳照射到地面上每平方米面积上的太阳能平均辐射功率是777.78W;
②一箱初温为20℃的水,太阳照射了2h后,天阴了。小明想用40℃的水洗澡,还需要辅助电加热器正常工作2800s。
(3)在我国北方地区水箱安装在室内可防止水结冰后胀裂水箱。
[解析]
解:(1)将他家空水箱灌满水,水的质量为:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×100×10﹣3m3=100kg
水的重力为:
G水=m水g=100kg×10N/kg=1000N
对水的重力做的功为:W水=G水h水=1000N×20m=2×104J;
(2)①太阳照射到地面上每平方米面积上的太阳能平均辐射功率是P=
=
≈777.78W;
②水温升高到40℃时,水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(40℃﹣20℃)=8.4×106J,
太阳照射2h获得的太阳能:W太阳能=2.8×106J/(m2•h)×2.0m2×2h=1.12×107J,
由题意可知:45%W太阳能+80%W辅=Q吸,且W辅=P辅t,
则:45%×1.12×107J+80%×1500W×t=8.4×106J,
解得t=2800s。
(3)在我国北方地区水箱安装在室内可防止水结冰后胀裂水箱。
答:(1)若小明家热水器水箱进水口距离屋顶水池出水口的高度是20m,要将他家空水箱灌满水,那么这些水从出水口流到进水口,水的重力做了2×104J的功;
(2)①太阳照射到地面上每平方米面积上的太阳能平均辐射功率是777.78W;
②一箱初温为20℃的水,太阳照射了2h后,天阴了。小明想用40℃的水洗澡,还需要辅助电加热器正常工作2800s。
(3)在我国北方地区水箱安装在室内可防止水结冰后胀裂水箱。
[点评]
本题考查了"功的简单计算,功率的计算,利用比热容的公式计算热量,能量的利用效率,太阳能的利用,",属于"压轴题",熟悉题型是解题的关键。