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太阳能热水器
太阳能热水器利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活需要,它具有安全、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:
(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4.2×10
3J/]
(4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m
2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×10
3W/m
2(即平均每平方米每秒种太阳能辐射能为1.4×10
3J).在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少小时?
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在综合实践活动中,某兴趣小组的同学利用纸锥和小金属球来研究“空气阻力和速度的关系”.取三个相同的纸锥,每个纸锥的质量为m,并编号为甲、乙、丙,其中在乙纸锥内固定质量为3m的小金属球,在丙纸锥内固定质量为8m的小金属球.让它们从不同高度分别自由落下,并以竖直砖墙为背景,当进入竖直砖墙的区域时,用照相机通过每隔相等的时间曝光一次的方法记录纸锥的运动过程,如图是其中一段的示意图.请根据图示回答下列问题:
(1)对于图中的这段运动过程,下列说法正确的是______;
A.只有甲做匀速直线运动
B.只有乙做匀速直线运动
C.只有丙做匀速直线运动
D.甲、乙、丙都做匀速直线运动
(2)对于图中的这段运动过程,甲、乙、丙三个纸锥的速度之比是______;它们所受的空气阻力之比是______;由此可以得出的实验结论是______.
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