3.小陳觀察家中新安裝的天然氣熱水器銘牌(如圖),獲得如下信息:熱效率為88%,表示該熱水器工作時,天然氣完全燃燒時有88%的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,小陳為了核對銘牌上的數(shù)據(jù)是否準確,他接通熱水器工作開關(guān),當流出40kg熱水時,讓熱水器停止工作.已知熱水器輸入冷水溫度是15℃,輸出的熱水溫度為40℃,觀察天然氣表得知用了0.15m3的天然氣,天然氣的熱值為3.2×107J/m3.求:
(1)測量過程中,流過熱水器的水吸收的熱量是多少?
(2)該熱水器的實際效率是多少?
(3)若改用太陽能熱水器燒水,熱水器集熱管的采光面積為1.5m2,太陽能熱水器熱效率為40%.太陽光的日照強度(E)為1.0×103J/(m2•s)(日照強度表示每平方米面積上1秒鐘得到的太陽光的能量).則太陽能熱水器需要照射多少秒才能達到上述測量中水吸收的熱量?

分析 (1)根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量.
(2)先根據(jù)Q=qV求出天然氣完全燃燒放出的熱量,然后利用η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%求出熱水器的熱效率.
(3)已知太陽光的日照強度,以及熱水器集熱管的采光面積,太陽能熱水器熱效率,根據(jù)(1)求得的水吸收的熱量,列出等式求解時間.

解答 解:(1)熱水器中的水吸收的熱量:
Q=cm△t=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(40℃-15℃)=4.2×106J;
(2)天然氣完全燃燒放出的熱量:
Q=qV=3.2×107J/m3×0.15m3=4.8×106J;
熱水器的熱效率η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{6}J}{4.8×1{0}^{6}J}$×100%=87.5%.
(3)由題意可得,ηSE=Qt,
即40%×1.5m2×1.0×103J/(m2•s)=4.2×106J×t,
解得t=700s.
答:(1)水吸收的熱量是4.2×106J;
(2)該熱水器的實際效率是87.5%;
(3)太陽能熱水器需要照射700秒才能達到上述測量中水吸收的熱量.

點評 本題為熱量的綜合計算題,考查了學(xué)生對燃料燃燒放出熱量公式、熱效率公式的理解和靈活運用,屬于中檔題.

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13.回答“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗涉及的問題

(1)如圖1所示,讓一束平行光射向凸透鏡,移動光屏,直到在光屏上會聚成一點,則該凸透鏡的焦距為10cm.
(2)如圖2所示,要使像成在光屏的中央,應(yīng)將光屏向上調(diào)整(選填“上”或“下”).
(3)當燭焰距離凸透鏡12cm處時,移動光屏,可在光屏上得到一個倒立、放大的實像,生活中的幻燈機就是利用這個原理制成的.
(4)當燭焰逐漸遠離凸透鏡時,燭焰所成的實像將變。ㄟx填“變大”或“變小”),此時要想得到清晰的像,應(yīng)將光屏向左移動.(選填“左”或“右”)
(5)將蠟燭移到距凸透鏡5cm處,無論怎樣調(diào)節(jié)光屏,光屏上始終接收不到清晰的像,這時應(yīng)從右側(cè)透過凸透鏡直接觀察(選填“左”或“右”).
(6)小明做完實驗后,想進一步研究透鏡成像的情況.他又在透明的玻璃板上用黑色筆畫了個表盤及指針的位置,然后把這個玻璃板放在蠟燭的位置上,并用平行光源對著玻璃板上的表盤照射,如圖3所示.移動光屏直到成清晰像為止.此時表盤在光屏上所成的像應(yīng)是圖4中的A.
22自行車凈重120N
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