Question

小明家里添购了一太阳能热水器，铭牌如图所示，将此太阳能热水器安放在七楼的屋顶．

Answer 1

解题思路：（1）已知浴室离热水器的高度差和水的密度，根据p=ρgh求出热水出水口的压强，再根据p=[F/S]求出水压；

（2）先根据密度公式求出热水器内水的质量，不计热量损失时，水吸收的热量等于集热管每小时共吸收太阳能，根据Q_吸=cm△t求出该热水器每小时能使水温升高的温度；

（3）根据题意求出每天平均日照时间5小时吸收的热量即为液化气完全燃烧放出的热量，再根据Q=mq求出所需液化气的质量．

（1）热水出水口的压强：

p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10m=10⁵Pa，

根据p=[F/S]可得：

水压F=pS=10⁵Pa×2×10^-4m²=20N；

（2）根据ρ=[m/V]得：

热水器内水的质量m=ρ_水V=1.0×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，

∵不计热量损失时，

∴Q_吸=Q=4.2×10⁶J，

根据Q_吸=cm△t可得，该热水器每小时能使水温升高的温度：

△t=

Q吸

cm=

4.2×106J

4.2×103J/(kg•℃)×50kg=20℃；

（3）每天平均日照时间5小时吸收的热量：

Q_总=5Q=5×4.2×10⁶J=2.1×10⁷J，

根据Q=mq可得：

所需液化气的质量m′=

Q总

q=

2.1×107J

8.4×107J/kg=0.25kg．

答：（1）热水出水口的水压约为20N；

（2）该热水器每小时能使水温升高20℃；

（3）使用此太阳能热水器相当于每月节约使用0.25kg的液化气．

点评：

本题考点： 热量的计算；压强的大小及其计算；液体的压强的计算；燃料的热值．

考点点评： 本题考查了液体压强公式、固体压强公式、密度公式、吸热公式、燃料热值等相关的计算，涉及的知识点较多，综合性强，计算过程要注意单位的换算．