Question

根據(jù)表保溫桶中某太陽能熱水器的一些數(shù)據(jù)計算：

保溫桶內(nèi)經(jīng)（Φ340mm）
管子支數(shù)		18
采光面積（m2）		2
保溫桶容積（升）		130
水溫（℃） （出水溫度）	夏天	45-90
	冬天	40-60
電熱管		220V 1100W

（1）這臺熱水器裝滿水時，水的質(zhì)量是多少千克？
（2）夏天進入熱水器的水溫為20℃，計算在夏天最好的光照條件下，理想情況下這臺熱水器裝滿水時，吸收的熱量是多少焦？）
（3）若保溫桶距水龍頭處3m高，將水從水龍頭處送到保溫桶，注滿水需做多少功？（g取10N/kg）
（4）在冬天無陽光時可以采用電熱管加熱，若當(dāng)時的供電電壓只有200V，電熱管的實際功率是多少瓦？（此問計算結(jié)果保留整數(shù)）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知熱水器裝滿水時的體積和水的密度，可利用公式m=ρV計算水的質(zhì)量．
（2）從表可知，夏天最好的光照條件下，水的末溫為90℃，已知水的初溫，從而可以計算出水的溫度變化，知道水的質(zhì)量和水的比熱容，可利用公式Q=Cm△t計算水吸收的熱量．
（3）已知水的質(zhì)量和g，可利用公式G=mg計算水的重力，又知道水上升的高度，可利用公式W=Gh計算功的大小．
（4）已知電熱管的額定電壓和額定功率，可利用公式R=計算電熱管的電阻，又知道實際電壓，可利用公式P_實=計算電熱管的實際功率．
解答：解：
（1）∵ρ=1.0×10³kg/m³，保溫桶容積V=130L=0.13m³，
∴熱水器裝滿水時，水的質(zhì)量為：m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.13m³=130kg．
答：水的質(zhì)量是130kg．
（2）從表可知，水的末溫為90℃，
故水的溫度變化為：△t=t-t=90℃-20℃=70℃，
∵C=4.2×10³J/（kg?℃），m=130kg，△t=70℃，
∴Q=Cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×130kg×70℃=3.822×10⁷J．
答：吸收的熱量是3.822×10⁷J．
（3）∵m=130kg，g=10N/kg，
∴G=mg=130kg×10N/kg=1300N，
又∵h(yuǎn)=3m，
∴注滿水需對水做功為：W=Gh=1300N×3m=3900J．
答：注滿水需做功3900J．
（4）∵U_額=220V，P_額=1100W，
∴電熱管的電阻為：R===44Ω，
又∵U_實=200V，
∴電熱管的實際功率是：P_實==909W．
答：電熱管的實際功率是909W．
點評：本題考查了密度公式、重力公式、功的公式和熱量公式的運用和計算能力，以及可利用公式P=計算電阻和實際功率，計算過程要注意單位換算．