如图所示为某汽车研究所研制的一种太阳能电动观光车。按照设计,其外壳的总体积为0.02 m3,为减轻车体自身的重量,外壳拟采用新近发现的一种强度相当于钢铁2~5倍的聚丙烯塑料制造。已知:观光车太阳能电池板面积为3 m2,车载蓄电池每次充电最多能储存4×107 J的电能。聚丙烯塑料的密度ρ塑=1.1×103 kg/m3,取g=10 N/kg.煤的热值为3×107 J/kg。
(1)太阳能电池板充电时是将________能转化为________能;
(2)该观光车外壳的质量是多少______?
(3)若该车其余部分的质量为242 kg,车轮与地面的接触总面积为0.05 m2,则该车静止时对水平地面的压强是多大______?
(4)若某地夏季9:00-17:00(共8个小时)太阳辐射的平均功率为1 000 W/m2,太阳能电池板的能量转化效率为25%,则在这8小时内,该观光车获得的电能为多少焦耳______?这些电能相当于燃烧多少煤产生的热量______?
地铁的开通大大缓解了城市公交运输的压力。某学校实践活动小组的同学收集到某市地铁机车和公交车在甲、乙区间内运行的相关数据如表。求:
××型号 地铁机车 | 地铁电力 机车功率 103 kW | 平均速度 60 km/h | 牵引力 5×104 N | 额定载客 量500人 |
××型号 公交汽车 | 燃油热值 4×107 J/kg | 平均速度 18 km/h | 牵引力 3 000 N | 额定载客 量40人 |
(1)甲、乙两地铁站相距2.4 km,地铁运行一趟需要多少小时?
(2)地铁机车的效率是多少?(保留三位有效数字)
(3)公交车每千米消耗燃油0.3 kg,公交车热机的效率是多少?
如图所示,是某型号的爆米花机的电路图,该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S1时,R1加热,电动机搅拌,开始制作爆米花;只闭合开关S2时,R2保温,防止爆米花变凉;爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米=1.2×103J/(Kg℃)]
(1)将100g、20℃的玉米加热到300℃成为爆米花时,求玉米粒需要吸收的热量;
(2)电阻R1发热,把100g、20℃的玉米粒加热成为爆米花,需要用时5min,求R1的加热效率。
(3)求保温电阻R2的阻值。
盛夏酷暑,妈妈为了让小明在考试前有一个更舒适的学习环境,特地在他的房间安装了一台冷热两用的空调。这台空调说明书中的主要数据如表所示。
(1)空调工作时应选用________孔插座;
(2)空调正常制冷时电流是多大?连续正常制冷30 min消耗多少kW·h的电能______?
(3)这些电能若用于加热水,加热器的热效率为80%,能使50 kg的水温度升高多少______?[水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
为了加快城市生态文明建设,洛阳市广泛使用太阳能亮化照明。如图是新区道路上安装的太阳能照明系统,它的照明灯采用“24 V 60 W”的超高亮LED灯具。该系统白天通过太阳能电池板发电并储存于蓄电池中。
(1)该系统白天工作时的能量转化过程是:__________________。若洛阳地区太阳光照射到地面的辐射功率为800 W/m2,太阳能电池板的光电转化效率为10%,则需要为此款太阳能路灯配置多大面积的太阳能电池板______?
(2)该太阳能路灯正常发光时的电流有多大______?
(3)若某路段共安装100盏这种规格的路灯,按每天发光10 h计算,一个月(30天)消耗的电能有多少______?假设这些电能由热电厂提供,若发电效率为40%,可节约多少标准煤______?(q煤=3.0×107 J/kg)
地热资源是一种可持续利用的清洁能源,河南省有一定的地热资源储量,开发利用历史悠久。地热水的特点是水温高,井口水温为80~100 ℃,最高可达120 ℃。河南省某市地热水储量约4.95×1010 m3。水的密度为1.0×103 kg/m3,比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)4.95×1010 m3的地热水温度降低10 ℃,放出的热量是多少? 如果这些热量被全部利用,可减少消耗的燃煤质量是多少? (煤的热值为3.0×107 J/kg)
(2)若这些热量转化成的电能可供一台功率为100 kW的大型机床工作4×109 h,求能量转化的效率是多少?(保留三位有效数字)
(3)请你就地热资源的进一步开发利用,提出一条合理化建议。