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  • 科目:物理
  • 题型:综合题
  • 难度:较难
  • 人气:290

阅读下面的短文,回答问题。
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。

请回答以下问题
(1)当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为 能,将管内的水加热;玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小,所受到的浮力 重力。
(2)你认为 (选填“能”或“不能”)将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上,理由是 
(3)水箱中升温后的水与原来在地面上相比较,哪些形式的能发生了变化? 。(需填两种能)
(4)将质量为100kg的初温为15℃的水加热到55℃,求这些水需要吸收的热量为 J。[水的比热容4.2×103J/(kg・℃)]
(5)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J)。在第(4)小题中水吸收的热量由该热水器提供,则需要加热的时间为 秒。

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