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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,一满足人们日常生活的需要具有安全、节能、环保等优点.
如图1所示,太阳能热水器主要由两部分组成: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.
玻璃吸热管的工作原理如图2所示: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热能,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,最终整箱水都升高到一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用.
请回答以下问题:
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(1)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)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面?简单说明理由.
(3)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/].
(1)物质是密度与温度有关,一般的温度升高,质量不变,体积变大,密度变小,浮力大于重力上升; (2)玻璃属于热的不良导体,不易传导热. (3)已知水的质量100kg,初温为20℃,末温度60℃,根据Q=cm(t-t)可求出水吸收的热量. 【解析】 (1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后温度升高,体积变大,质量不变,根据ρ=可知,密度变小,浮力大于重力而上升,形成对流; (2)不能,因为玻璃属于热的不良导体,不易传导热.集热管内又是真空,也不能传导热,不利于将热量传给水; (3)水吸收的热量: Q吸=c水m水(t-t)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(60℃-20℃)=1.68×107J. 答:(1)大于; (2)不能,因为玻璃属于热的不良导体,不易传导热,集热管内又是真空,也不能传导热,不利于将热量传给水; (3)这些水需要吸收1.68×107J热量.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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