Question

【題目】閱讀下面短文，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，以滿足人們日常生活的需要．它具有安全、節能、環保等優點．如圖，當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化為內能，將管內的水加熱．小明家里太陽能熱水器配有一臺電動水泵，它電機的銘牌如下：

有一天，小明為了探究家里太陽能熱水器的節能效果，每隔1 小時記錄裝滿水時太陽能熱水器的水溫，記錄數據如下表

請回答以下問題：

（1）玻璃吸熱管內向光一側的水吸收太陽能是通過_____________方式進行，隨著水溫升高，其_________能增加．

（2）哪一小時太陽能熱水器升溫速度最快？答：__________ 至 ___________

（3）水泵工作時，將水從地面勻速提升至屋面上太陽能熱水器內，水的動能_________，重力勢能__________（增大、減小、不變）。

（4）若使用配套電機以0.2kW正常工作時，在5min內將做功_________J.

（5）使用此配套動力機的水泵在5min內能將重_________N的水抽到16m高的水箱里.

Answer 1

【答案】熱傳遞 內 12：00 13：00 不變 增大 6×104 3000

【解析】

（1）改變內能的方式包括做功和熱傳遞；
（2）從表中數據可得哪一小時太陽能熱水器升溫速度最快；
（3）動能的大小與質量和速度有關；重力勢能的大小與質量和高度有關；
（4）根據公式W=Pt得到5min內做的功；
（5）根據效率的公式得到有用功，根據公式W=Gh得到水的重力。

（1）玻璃吸熱管內向光一側的水吸收太陽能，通過熱傳遞的方式改變水的內能，內能與溫度有關，水溫升高，水的內能增加；

（2）由表格可知，當12：00到13：00時，水溫變化最大為55℃-49℃=6℃；

（3）水泵工作時，將水從地面勻速提升至屋面上太陽能熱水器內，質量不變，速度不變，高度增大，動能不變，重力勢能增大；

（4）在5min內做的功W=Pt=0.2×103W× 5×60s=6×104J；

（5）有用功W有用=Wη=6×104J×80%=4.8×104J，

水的重力。