Question

科技人员设计出了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点。表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1.6×10⁴W，该漂浮房屋三角形建筑的主体结构是中空的，三角形建筑外围（即除去该面空洞）的面积为1.0×10³m²，空气密度约为1kg/m³，已知空气动能与空气质量成正比。1kg空气在不同的速度（V）时的动能（E）如下表所示。

E（J）	2	8	18	32	50
V（m/s）	2	4	6	8	10

（1）漂浮房冬暖夏凉，利用了水的             比较大的特性。

（2）漂浮房屋在平静的水面沿直线运功，运动过程中受到的阻力不变，水平方向的牵引力随运动时间t的变化关系如下图所示，t=50s后，漂流房以2.5m/s的速度做匀速直线运动，则在整个运动过程中，漂浮房屋受到的阻力大小为       N。

（3）将表格中数据可知，每kg空气动能（E）与速度（V）时的关系的表达式为E=                   。

（4）①若风正对三角形表面吹入，当风速8m/s，每秒钟吹向三角形建筑物的空气体积是多少立方米？

②若煤的热值为3.2×10⁷J/kg，那么当风速8m/s时，房屋在1h内获得风能与完全燃烧多少kg的煤所产生的内能相当？

Answer

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

【解析】（1）水的比热比较大，吸收相同的热量，水的温度变化比较小，所以漂浮在水面上的漂浮房冬暖夏凉．（2）由图可见，看出t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动，因此受到的阻力大小与牵引力相等，为800N；（3）将表格中数据可知，每kg空气动能（E）与速度（V）时的关系的表达式为E = v2 /2  ；（4）当风速8m/s，每秒钟吹向三角形建筑物的空气体积是V=Svt=1.0×103m2×8m/s×1s=8.0×103m3;

房屋在1h内获得风能：Q=32J/kg·s×3600s×1kg/m3×8.0×103m3=9.216×108J

完全燃烧煤的质量为m=Q/q=9.216×108J/3.2×107J/kg=28.8kg