太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們日常生活的需要。如圖*所示，太陽能熱水器主要由兩部分構...

問題詳情：

太陽能熱水器能利用太陽能把水從低溫加熱到高溫，以滿足人們日常生活的需要。如圖*所示，太陽能熱水器主要由兩部分構成：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，它的結構與保溫瓶的玻璃內膽相似，只是在玻璃吸熱管的內表面塗了一層黑*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：當太陽光入*到黑*的吸熱層上時，黑*吸熱層能把太陽能更有效地轉化為內能，將管內的水加熱。向光一側的水被加熱後體積增大，向上運動；背光一側的水由於溫度較低，向下運動，形成冷熱水迴圈，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）玻璃吸熱管內向光一側的水吸熱後體積增大、密度         （選填“變大”、“不變”或“變小”）。

（2）能否將黑*的吸熱材料塗在玻璃吸熱管的外表面上？簡單說明理由。

（3）將質量為100kg的初溫為20℃的水加熱到60℃，求這些水需要吸收多少熱量？[水的比熱容是4.2×103J/（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*到玻璃吸熱管上的太陽能的40%轉化為水的內能），該地點太陽能輻*到地面的平均功率為P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒鐘太陽輻*能為1.4×103J）。在第（3）小題中水吸收的熱量由該熱水器提供，求需要加熱多長時間？

【回答】

⑴變小  

⑵不能  因為玻璃是熱的不良導體，集熱管中又有真空層，不利於將熱量傳遞給管內的水       ⑶1.68×107 J        ⑷1.5×104S≈4.2h

知識點：各地會考

題型：計算題