Question

科技人員設(shè)計出了一種可移動式太陽能水上漂浮房，它具有冬暖夏涼的優(yōu)點。表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為1.6×10⁴W，該漂浮房屋三角形建筑的主體結(jié)構(gòu)是中空的，三角形建筑外圍（即除去該面空洞）的面積為1.0×10³m²，空氣密度約為1kg/m³，已知空氣動能與空氣質(zhì)量成正比。1kg空氣在不同的速度（V）時的動能（E）如下表所示。

 

E（J）	2	8	18	32	50
V（m/s）	2	4	6	8	10

 

 

 

 

（1）漂浮房冬暖夏涼，利用了水的             比較大的特性。

（2）漂浮房屋在平靜的水面沿直線運功，運動過程中受到的阻力不變，水平方向的牽引力隨運動時間t的變化關(guān)系如下圖所示，t=50s后，漂流房以2.5m/s的速度做勻速直線運動，則在整個運動過程中，漂浮房屋受到的阻力大小為       N。

（3）將表格中數(shù)據(jù)可知，每kg空氣動能（E）與速度（V）時的關(guān)系的表達式為E=                   。

（4）①若風(fēng)正對三角形表面吹入，當(dāng)風(fēng)速8m/s，每秒鐘吹向三角形建筑物的空氣體積是多少立方米？

②若煤的熱值為3.2×10⁷J/kg，那么當(dāng)風(fēng)速8m/s時，房屋在1h內(nèi)獲得風(fēng)能與完全燃燒多少kg的煤所產(chǎn)生的內(nèi)能相當(dāng)？

 

Answer 1

【答案】

（1）比熱容（2）800（3）E = v² /2（4）①V=8.0×10³m³②28.8kg

【解析】（1）水的比熱比較大，吸收相同的熱量，水的溫度變化比較小，所以漂浮在水面上的漂浮房冬暖夏涼．（2）由圖可見，看出t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做勻速直線運動，因此受到的阻力大小與牽引力相等，為800N；（3）將表格中數(shù)據(jù)可知，每kg空氣動能（E）與速度（V）時的關(guān)系的表達式為E = v² /2  ；（4）當(dāng)風(fēng)速8m/s，每秒鐘吹向三角形建筑物的空氣體積是V=Svt=1.0×10³m²×8m/s×1s=8.0×10³m³;

房屋在1h內(nèi)獲得風(fēng)能：Q=32J/kg·s×3600s×1kg/m³×8.0×10³m³=9.216×10⁸J

完全燃燒煤的質(zhì)量為m=Q/q=9.216×10⁸J/3.2×10⁷J/kg=28.8kg