我们生产、生活中利用的能量,追根溯源,大都来自太阳。
(1)用一块太阳能电池给电路供电,使5Ω的电阻中通过了0.2A的电流。则电阻1min内产生的热量是多少?
(2)一个太阳能热水器的容量为80L.装满水后,使这些水的温度从10℃升高至40℃.则水需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
(3)一辆太阳能汽车接收到4×107J的光能。其中有8%用于汽车的牵引力做功,若匀速行驶时汽车的牵引力为200N,这辆汽车能匀速行驶多远?
解析:
(1)电阻1min内产生的热量:
Q=I2Rt=(0.2A)2×5Ω×60s=12J;
(2)水的体积
V水=80L=80dm3=0.08m3,
由ρ=可得水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.08m3=80kg,
水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg・℃)×80kg×(40℃﹣10℃)
=1.008×107J;
(3)汽车的牵引力做功:
W=E×8%=4×107J×8%=3.2×106J,
由W=Fs可得这辆汽车能匀速行驶的距离:
s=W/F=3.2×106J/200N=1.6×104m=16km。
即:
(1)电阻1min内产生的热量是12J;
(2)水需要吸收1.008×107J的热量;
(3)这辆汽车能匀速行驶16km。
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