在新農村建設中很多樓房頂部裝有如圖所示的太陽能、電能兩用熱水器，該熱水器利用太陽輻的能量加熱時，能把太陽輻...

來源：國語幫 2.84W

問題詳情：

在新農村建設中很多樓房頂部裝有如圖所示的太陽能、電能兩用熱水器，該熱水器利用太陽輻*的能量加熱時，能把太陽輻*能的70%轉化為水的內能；用電熱絲加熱時，能把電能的90%轉化為水的內能，該熱水器也可利用太陽輻*的能量和電熱絲同時加熱．它的銘牌如表格所示．小明家熱水器的支架與樓頂水平台面總接觸面積為0.1m2．他家所在的地區（晴天）每天接受太陽輻*的時間為8h，太陽光照*地面時的輻*功率為900J/（s．m2），即每平方米的面積上每秒得到的太陽輻*能平均為900J．已知g=10N/kg，C水=4.2×103J、（kg．℃）．ρ水=1.0×103kg/m3．當熱水器內蓄滿水時，求：

x x牌熱水器
型號HM﹣20	集熱管數28支	額定頻率50HZ
水箱容積150L	集熱管管長180cm	額定電壓220V
防水等級A	系統承壓3.0MPa	額定功率4000W
自身質量50kg	採光面積2.0m3

（1）熱水器對水平台面的壓力和壓強；

（2）熱水器每天接受的太陽輻*能使水升高的温度；

（3）熱水器將水從20℃加熱到52.4℃所需的最短時間．

【回答】

（1）水的質量m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.15m3=150kg，熱水器對水平台的壓力：F=G=（m器+m水）g=（50kg+150kg）×10N/kg=2000N，熱水器對水平台的壓強：p==20000Pa；（2）熱水器每天接受的太陽輻*能：W=900J/（s．m2）×8×3600s×2.0m2=5.184×107J，水吸收的熱量：Q吸=70%W=70%×5.184×107J=3.6288×107J，由於水的體積V=150L=0.15m3，水的質量：m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.15m3=150kg， ∵Q=cm△t，故水升高的温度：△t==57.6℃；（3）熱水器將水從20℃加熱到52.4℃所吸收的熱量： Q吸′=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg．℃）×150kg×（52.4℃﹣20℃）=2.0412×107J，熱水器利用太陽輻*的能量和電熱絲同時加熱，時間最短，假設此時的時間為t， ∵W=Pt，則Q吸′=90%×Pt+70%×900J/（s．m2）×t×2.0m2=4860W×t ∴需要加熱的時間：t==4200s．