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2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿...

2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术,来体现“城市,让生活更美好”的主题.
如图所示的太阳能热水器,它的水箱容量为120L,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W.如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5h,那么:
(1)一箱水需要吸收的热量是多少?
(2)热水器上集热器的面积至少要多大?[水的比热容是:4.2×103J/].

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(1)利用密度公式m=ρv先计算出水的质量m,然后再利用热量的计算公式Q吸=cm△t计算出水吸收的热量; (2)利用热水器上的集热器对太阳能的利用效率,计算出太阳能热水器接受的热量;然后再利用功率的公式P=计算出1m2所接受的热量,最后计算出热水器上集热器的面积s. 【解析】 (1)由ρ=得: m=ρv水=1×103kg/m3×0.12m3=120kg; 水吸收的热量: Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×120kg×(70℃-20℃)=2.52×107J; (2)这台太阳能热水器获得的辐射功率: P太=s×1.4kW/m2; 由P=可得太阳照射5h获得的太阳能: W总=P太t=s×1.4kW/m2×5h; 由η=可得: Q吸′=W有=s×1.4kW/m2×5h×40%=s×1400W/m2×5×3600s×40%; 热水器集热器面积: s===2.5m2. 答:(1)一箱水需要吸收的热量是2.52×107J; (2)热水器上集热器的面积至少为2.5m2.
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考点分析:
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科技人员设计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,不仅为人们到海滨旅游提供了方便,而且节约了能源、减少了对环境的污染.某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板,接收太阳能的功率为9.0×103W,能为该房供应热水和在水上移动等提供能量.
(1)漂浮房冬暖夏凉,利用了水的______比较大的特性.
(2)太阳能电池板将太阳能转化为______能.若只用来给水加热时,电池板两极的电压为200V,加热电阻丝的电阻为15Ω,设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能,则加热5min,水的内能增加了______J.
(3)有5位中学生从岸上进入漂浮房参观,则水对漂浮房的浮力约增加______N.
(4)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量,漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮房受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示,t=50s后,漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动.则在整个运动过程中,漂浮房受到的阻力大小为______N,太阳能转化为机械能的效率为______

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6月5日是世界环境日,今年我国的主题是“低碳减排,绿色生活”.人类对能源的需求越来越大,世界能源危机日益突出,如何合理利用和开发能源,提高能源的利用率,实现低碳减排,已成为世界各国共同关注的问题.
(1)图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图,由图可知,自1950年以来,人类能源消耗的情况是(______
A.显著增长;B.平稳增长;C.稳中有降;D.显著减少
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(2)在众多的未来能源中,风能、太阳能、水能都同属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源,它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏.
(3)为实现减排目标,国家大力推广风力发电.我省沿海地区风力发电项目已全面启动,沿海壮观的风电场走廊即将形成(如图乙).假如1.2×106kW的风电场项目全面建成之后,所有机组发电1h,可提供多少kW•h的电能?这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量?
(4)充分利用太阳能,符合节能减排的理念.太阳能热水器(如图丙)已走进了千家万户,小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m2,热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×106J,热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能,若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度?已知水的比热容是4.2×103J/.
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2010年5月1日,上海世界博览会正式对外开放.本届世博会高度重视节能环保,因此又被称为“绿色世博”.中国国家馆内,“水的流动”联系了各个展层和展项,水资源的利用已成为各国探讨的热点.
(1)水能属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源.
(2)如果在江河上修筑拦河坝,抬高坝内水位就能增大坝内水的______能,水流下时可以带动发电机发电.
(3)水具有比热容大的特点,以下现象中不能用此特点解释的是______
A.冷却汽车发动机,采用循环流动的水
B.寒冬季节,放在室外的水缸会破裂
C.育秧时,为了防止霜冻,常在傍晚时向秧田里灌水
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上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”.为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活.
下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:
太阳照射时间/h太阳能转换为水的内能的效率热水器最大水容量/L
1050%100
水升高的温度/℃水的比热容[J•-1]水的密度/
604.2×1031.0×103
注:1L=10-3m3
请根据上表信息,通过计算回答问题.
(1)热水器中水的质量为______kg;
(2)热水器中的水需吸收的热量为______J;
(3)热水器平均1h所接收的太阳能约为______J.
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(1)上海世博会很多展馆安装了太阳电池,太阳电池把什么能转化为什么能?
(2)世博会展区通过喷射水雾来降温.请用物态变化的知识来解释为什么喷射水雾区域的温度会降低?
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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