Question

閱讀下面的短文，回答問題．

太陽能熱水器

　　太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們?nèi)粘Ｉ�活的需要．它具有安全、�?jié)能、環(huán)保等優(yōu)點．

　　如圖甲所示，太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是由許多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成，雙層玻璃管之間是真空．如圖乙所示是玻璃吸熱管的工作原理圖，它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似，只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料；另一部分是保溫儲水箱，保溫儲水箱下部與玻璃吸熱管相通．

　　玻璃吸熱管工作原理如圖乙所示：當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時，黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，將管內(nèi)的水加熱．向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運動；背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運動，形成冷熱水循環(huán)，最終整箱水都升高至一定的溫度．玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用．

請回答以下問題：

(1)太陽能屬于________(選擇“一次能源”或“二次能源”)．玻璃吸熱管內(nèi)向光一側(cè)的水吸熱后體積增大、密度變小，所受到的浮力________重力．

(2)能否將黑色的吸熱材料涂在玻璃吸熱管的外表面上？簡單說明理由．________．

(3)將質(zhì)量為100 kg的初溫為20℃的水升高50℃，求這些水需要吸收多少熱量？[水的比熱容是4.2×10³ J/(kg·℃)]

(4)某品牌太陽能熱水器集熱器面積為S＝2m²，熱效率為η＝40％(即熱水器能將照射到玻璃吸熱管上的太陽能的40％轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能)，該地點太陽能輻射到地面的平均功率為P＝1.4×10³ W/m²(即平均每平方米每秒鐘太陽輻射能為1.4×10³ J)．在第(3)小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多少時間？

Answer 1

答案：
解析：

(1)一次能源，大于 　　(2)不能；因為玻璃是熱的不良導(dǎo)體，集熱管中又有真空層，不利于將熱量傳遞給管內(nèi)的水(能答出管內(nèi)水吸收不到熱量就對) 　　(3)水吸收的熱量： 　　Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50℃＝2.1×107 J 　　(4)設(shè)加熱時間為T，熱水器的水在T時間內(nèi)吸熱為PsηT 　　∵PsηT＝Q吸 　　∴加熱時間：