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能量
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阅读以下短文,回答问题 太阳能热水器 太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。 如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。 玻璃吸热管工作原理如图乙所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。 请回答以下问题: (1)太阳能属于___ ____(选择“一次能源”或“二次能源”)。玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度___ ____(选填“变大”“不变”“变小”)。 (2)玻璃吸热管内表面为何涂成黑色,请说明理由___ __ __。 (3)将质量为100kg的水温度升高了50℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×10 3J/(kg·℃)] (4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m 2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×10 3W/m 2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×10 3J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少时间?
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如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30m深处发射导弹的示意图。固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧,喷出高温燃气,水因过热而顿时转化为蒸汽,蒸汽推送导弹穿越海面,导弹在空气中点火升空。关于水下发射导弹,下列说法中,不正确的是( ) A.水变为水蒸气,是热传递的结果 B.水变为水蒸气,使缸内内能增加 C.水蒸气推送导弹后,缸内内能减小 D.水蒸气推送导弹,导弹机械能不变
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科技人员设计出了一种可移动式太阳能水上漂浮房如下图所示,它具有冬暖夏凉的优点.表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为1.6×10 4W,该漂浮房屋三角形建筑的主体结构是中空的,三角形建筑外围(即除去该面空洞)的面积为1.0×10 3m 2,空气密度约为1.2kg/m 3,已知空气动能与空气质量成正比.1kg空气在不同的速度(V)时的动能( E)如下表所示. E(J) 2 8 18 32 50 V(m/s) 2 4 6 8 10 ⑴漂浮房冬暖夏凉,利用了水的 比较大的特性. ⑵漂浮房在平静的水面沿直线运功,运动过程中受到的阻力不变,水平方向的牵引力随运动时间t的变化关系如右图所示,t=50s后,漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动,则在整个运动过程中,漂浮房受到的阻力大小为 N. ⑶由表格中数据可知,每kg空气动能( E)与速度(V)的关系表达式为 E= . ⑷若风正好垂直于三角形表面吹入,当风速为8m/s时,每秒钟吹向三角形建筑的空气体积是多少立方米?若煤的热值3.2×10 7J/kg,那么当风速为8m/s时,漂浮房在1h内获得的风能与完全燃烧多少千克的煤所产生的内能相当?
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“热得快”是用来插人开水瓶中烧开水的电热器,如图所示。张军设计了浮球自控开关,当水位降到一定位置时,触点开关自动断开,防止热得快被烧坏。乙图是接线盒的放大图。若空瓶的质量是1kg,装满水后的总质量为3kg,瓶子的底面积为300cm 2。试求: (1)装满水时,瓶对桌面产生多大的压强? (2)若浮球的体积为800cm 3,浮球和浮杆共重1N ,不计浮杆的体积,装满水时,开关的两个触点之间的压力是多大? (3)若水的初温是20℃ ,在1标准大气压下,烧开这瓶水最少需要消耗多少电能(“热得快”消耗的电能有96%被水吸收)?
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如图所示,建筑工地上的吊车是靠电动机来提升货物,货物重 1800N,电动机正常工作时钢绳的拉力为750N,20s内将货物匀速提升了6m。(忽略各种摩擦) 求:(1)电动机卷绳子的速度 (2)动滑轮的重 (3)滑轮的机械效率
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小红在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质量的不同物质在升高相同温度时, 所需吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引入了一个新的物理量——比热容,于是她又想到晶体在熔化时,温度虽然保持不变,但需要吸收热量,那么单位质量的不同晶体熔化时所需吸收的热量是否相同呢?带着这个疑问,小红在实验室利用电热器加热,完成了“冰”的熔化实验,并描绘出“冰”的温度随加热时间变化的关系图线。实验时,冰的质量为0.5kg, 相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×10 3J/(kg·℃) (1)CD段水吸收的热量是多少?(2)计算出冰的比热容。 (3)若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所需吸收的热量叫做该物质的熔化热”,根据图中所给的信息,计算出冰的熔化热λ。
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解决用水用电问题是我国乃至世界面对的严峻课题。今年以来,我国西南五省市发生百年一遇的特大旱灾。在天气条件具备的情况下,实施人工增雨是缓解旱情的重要手段,干冰(固态二氧化碳)等物质可用于人工降雨。 (1)实施人工增雨时,执行任务的飞机在高空撒干冰,干冰进入云层,很快 为气体(填物态变化), 并在周围 (选填“吸收”或“放出”)大量的热,使云中的温度急下降,加速了水蒸气的 和 (填物态变化),使云中的冰晶增多,小冰晶和小水滴增大,从而形成降雨。 (2)面对旱情,我们更要节约用水。写出一种生产、生活中常见的节水方法。 。 (3)水的用处很大,比如汽车发动机用水来冷却,这是因为水________的较大.
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小明家新安装了一台太阳能热水器,装了500 kg水,经过4h阳光的照射,水温由原来的20℃升高到了40℃. 问:(1)在这4h内水吸收了多少热量?(3分)(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克焦炭?(4分) [水的比热容C 水=4.2×10 3J/(kg·℃)、焦炭的热值q=3.0×10 7J/kg]
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东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶50km,受到的阻力是1.0×10 3N,消耗燃油4×10 -3m3(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度 ρ=0.8×10 3kg/m 3,热值 q=4×10 7J/kg,求: (1)专用车牵引力所做的功。 (2)已知热机效率 (式中 W为热机在某段时间内对外所做的功, Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量),则该专用车的热机效率是多少?
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以汽油为燃料的助动车,由于燃烧不充分和对环境造成污染等原因。已逐步被电动自行车取代(如图)下表是泰州飞龙电动自行车整车技术性能的一些数据。 最高车速 6m/s 一次充电持续里程 50km 一次充电贮存的能量 1.8×106J 蓄电池电压 36V 骑行最大噪声 ≤62dB ⑴请你写出电瓶车在下列使用过程中的能量转化。电瓶充电:________;电瓶放电:_______;电瓶车行驶过程中:_____。 ⑵电瓶车与摩托车相比,电瓶车有什么优点?(至少写两点) ①__________________②___________________________ ⑶如果电瓶车蓄电池贮存的能量全部用于车辆行驶,当车以6m/s 的速度在水平路面上匀速行驶时,电瓶车的功率是多大? ⑷这种电动车以最高车速行驶时,电路中的电流是多少安?
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