太阳能热水器真空管检测现场
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Copyright & 2014 五天网（2014o禅城区一模）小李家买了一台容积为100L的太阳能热水器．小李好奇，利用所学的物理知识对太阳能热水器进行了研究．（1）太阳能是____能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的____反应．（2）该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？①小李查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P．小李还需要测量哪些物理量（要标明符号），就可估测出这台热水器的光热转化效率？②推导出热水器的光热转化效率η的表达式．（用代表物理量的字母表示，不需要计算具体数据）-乐乐题库
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（2014o禅城区一模）小李家买了一台容积为100L的太阳能热水器．小李好奇，利用所学的物理知识对太阳能热水器进行了研究．（1）太阳能是可再生&能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的聚变（热核）&反应．（2）该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90%的太阳能转化为水的内能，真有这么高的效率吗？①小李查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P．小李还需要测量哪些物理量（要标明符号），就可估测出这台热水器的光热转化效率？②推导出热水器的光热转化效率η的表达式．（用代表物理量的字母表示，不需要计算具体数据）
本题难度：一般
题型：填空题&|&来源：2014-禅城区一模
分析与解答
习题“（2014o禅城区一模）小李家买了一台容积为100L的太阳能热水器．小李好奇，利用所学的物理知识对太阳能热水器进行了研究．（1）太阳能是____能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的...”的分析与解答如下所示：
（1）太阳能是可以源源不断的从自然界得到的能源，是可再生能源；太阳能来自于太阳内部的核聚变反应，聚变又叫热核反应；（2）根据Q=c水m（t2-t1）和接收太阳能E=Pt可判断需要测量的物理量．（3）光热转化效率等于水吸收的热量和太阳能热水器吸收太阳能的比值．
解：（1）太阳光可以源源不断的从自然界得到，是可再生能源．太阳能来自于太阳内部的核聚变（热核反应）．（2）①由η=Q吸E可知测量光热转化效率，需要测量出Q吸和E，而根据Q=c水m（t一t0）可知：测量水吸收的热量需要测量的物理量有：装满时水的初温t0、加热后水的末温t；根据E=PSt，需要测量经过的时间T．②装满水的体积为V，装满水的质量m=ρ水V，则水吸收的热量Q吸=c水m（t2-t1）=c水ρ水V（t-t0）&吸收的太阳能E=PTS；热水器的光热转化效率η=Q吸E=c水ρ水V(t-t0)PTS．答：（1）可再生；热核（聚变）．&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（2）①受光面积S、装满水的初温t0、加热后水的末温t、经过的时间T．&&&②表达式为：η=Q吸E=c水ρ水V(t-t0)PTS．
此题考查的是可再生能源的特点、吸收热量以及转化效率的计算等．是一道比较难的综合题，需要同学们认真分析，尤其是光热的转化效率．
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经过分析，习题“（2014o禅城区一模）小李家买了一台容积为100L的太阳能热水器．小李好奇，利用所学的物理知识对太阳能热水器进行了研究．（1）太阳能是____能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的...”主要考察你对“太阳能的其他相关计算”
等考点的理解。
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太阳能的其他相关计算
【知识点的认识】（1）．（2）．【解题方法点拨】（1）．（2）．【命题方向】．
与“（2014o禅城区一模）小李家买了一台容积为100L的太阳能热水器．小李好奇，利用所学的物理知识对太阳能热水器进行了研究．（1）太阳能是____能源（填“可再生”或“不可再生”），太阳的巨大能量来自于太阳内部的...”相似的题目：
世界人口已突破70亿，人类对能源的利用越来越大，太阳能成为21世纪重点发展的新能源，假设有一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积S=8m2，太阳能光照射到电池板每1m2面积上辐射为P0=1KW．在晴朗的天气，电池对着太阳产生的电压为U=120V，并对车上电动机提供I=10A的电流，问：（1）太阳能汽车是利用太阳能电池将接收的&&&&能转化为&&&&能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．（2）太阳能电池在工作过程中，只能有效利用一部分太阳能，上述的太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？（3）如果这辆汽车的电动机将电能转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上沿直线匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大．
日上午11时，湖北省首个家庭太阳能光伏发电设备并网发电．这套太阳能光伏发电设备，由18块太阳能电池板、一个逆变器、一个汇流箱和一块电表组成．这18块太阳能电池板，总面积近30平方米．（1）太阳能光伏发电的能量转化是太阳能转化为&&&&．（2）若太阳光垂直照射处1m2上获得的太阳能辐射功率p0=1.0×103W/m2，光电转换效率约为15%．这18块太阳能电池板发电时总功率约为&&&&&W；预计最高年发电时间约为1200小时，最高年发电量约为&&&&度．
1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车，车上电池的太阳能接收板的面积为8m2，它正对太阳时电池可产生120V的电压，并能提供10A的电流，太阳光垂直照射到地面单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2，问该太阳能电池的效率是多少？
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该知识点好题
1某厂家研制一种以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量为2.5×103&kg，该汽车蓄电池充满电一次，测试时可供汽车以某一速度匀速行驶150km，蓄电池提供给电动机的工作电流为50A，工作电压为300V，汽车受到的阻力为车重的0.04倍．求：（1）汽车在匀速行驶时受到的牵引力．（2）若汽车动力装置（包含蓄电池、电动机）的效率为75%，则蓄电池充满一次电，使动力装置储蓄的能量为多少焦？（3）太阳光照射到电池板上的辐射功率为l000W/m2，电池板将太阳能转换为电能的效率为l5%，如果用太阳能电池作为该环保汽车的驱动能源，其它条件不变，求太阳能电池板的最小面积？
2（2008o佳木斯）我们生活的鸡西市，到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度．为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装一台这样的两用热水器，如图所示．铭牌如下：
XX牌热水器&型号V-55&额定容积 100L&额定电压220V&额定频率50Hz&额定功率1500W&防水等级△&（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？（1L=10-3m3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）（3）在上述（2）情况下．加热器正常工作实际用了3h．则此热水器的效率为多少？（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写一条即可）
31996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车，车上电池的太阳能接收板的面积为8m2，它正对太阳时电池可产生120V的电压，并能提供10A的电流，太阳光垂直照射到地面单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2，问该太阳能电池的效率是多少？
该知识点易错题
1某厂家研制一种以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量为2.5×103&kg，该汽车蓄电池充满电一次，测试时可供汽车以某一速度匀速行驶150km，蓄电池提供给电动机的工作电流为50A，工作电压为300V，汽车受到的阻力为车重的0.04倍．求：（1）汽车在匀速行驶时受到的牵引力．（2）若汽车动力装置（包含蓄电池、电动机）的效率为75%，则蓄电池充满一次电，使动力装置储蓄的能量为多少焦？（3）太阳光照射到电池板上的辐射功率为l000W/m2，电池板将太阳能转换为电能的效率为l5%，如果用太阳能电池作为该环保汽车的驱动能源，其它条件不变，求太阳能电池板的最小面积？
2（2008o佳木斯）我们生活的鸡西市，到了冬季，因日照时间短，太阳能热水器的水达不到所需温度．为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装一台这样的两用热水器，如图所示．铭牌如下：
XX牌热水器&型号V-55&额定容积 100L&额定电压220V&额定频率50Hz&额定功率1500W&防水等级△&（1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？（1L=10-3m3）（2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能）（3）在上述（2）情况下．加热器正常工作实际用了3h．则此热水器的效率为多少？（4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写一条即可）
31996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车，车上电池的太阳能接收板的面积为8m2，它正对太阳时电池可产生120V的电压，并能提供10A的电流，太阳光垂直照射到地面单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2，问该太阳能电池的效率是多少？
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辨别优质太阳能真空管的方法
来源：互联网&&
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　　组成的部件有真空管、保温桶和支架等相关配件，其中，真空管是的核心元件，目前真空管技术发展很快，在云南市场上，一些好的选用急速热真空管，由于其热效率提高了很多，受到了市场的追捧。
　　真空管的前世今生
　　真空管从发展历程来看：由最初的1.2米发展到现在的1.5米、1.6米、1.8米、1.9米、2.0米。在相同光照条件下，同等容量的太阳能，真空管长度越长，所需的支数越少，真空管的整体热损就越少，那么，相同集热面积内的得热量就越高。在膜系方面：目前的膜系主要有两种，单靶渐变膜和单、双、三靶干涉膜。前者溅射系统构造简单，靶材料利用率高，但集热效率低；后者集热效率高，但溅射系统构造复杂，靶材料利用率低。多数厂家考虑到利润问题，也苦于掌握不了先进的干涉镀膜技术（况且干涉镀膜工艺复杂，工艺控制要求非常严格），因此只能采用成本低、但集热效率也低的单靶渐变技术（单靶指铝靶，双靶指铝靶和铜靶，三靶指铝靶、铜靶和不锈钢靶）。
　　真空管的结构如同一个拉长的暖瓶胆，内外层之间为真空。在内玻璃管的表面上利用特种工艺涂有光谱选择性吸收涂层，用来最大限度地吸收太阳辐射能。经阳光照射，光子撞击涂层，太阳能转化成热能，水从涂层外吸热，水温升高，密度减小，热水向上运动，而比重大的冷水下降。
　　选真空管有三大技巧
　　据相关业内人士介绍，辨别真空管优劣的方法：一是用手摸，若手感温度正常，稍有凉意，说明真空管为优质品；若手感热，则说明真空管质量不好，它在吸热的同时又在散热，冬季使用效果会比较差；二是用眼观察，选购时应仔细观察真空管内玻璃管上的涂层，劣质的太阳能采用的真空管，它的涂层只有9层，好的有12层，质量好的涂层颜色均匀，呈现黑色，膜层无划痕、无起皮或脱落现象，玻璃上也没有结石现象，支撑内玻璃管的支撑件放置端正、无松动。三，还要注意真空管的口径和长度，它直接决定了真空管的受热面的大小，真空管之间的管间距，一般两管的中心距在75mm左右为宜。最好选择有能力生产真空管的太阳能品牌，这样除了质量有保障之外，配套性更好。目前一些牌子的太阳能厂家，自己没有能力生产真空管，往往是在外面采购，性能很难得到保证。
　　急速热真空管
　　目前一些好的品牌，如金比得和现代阳光太阳能采用一种全新的E6-96急速热真空集热管，由国内多家科研院所的有关玻璃工艺制造、机械、真空技术、热能物理、化工等多位专家的潜心研究和科学实验，研制成功的高温热管，具有耐高温、抗冰冻、热效高、长寿命的显著优点，材料内加入适当微量金属元素后可吸收紫外光、红外光、可见光、不可见光，吸收率大于96%，发射率小于6%，热效率提高很多，是之前单靶管、双靶管、三靶管（三高管）的升级换代产品。高真空度，保温效果优异，达到&寒冬照样热腾腾&的效果。在相同的水温、相同的光照下，比一般太阳能所产生的水温高10℃到15℃。
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真空管在太阳能热气流发电中的应用
太阳能是一种取之不尽,用之不竭的新型可再生能源,而太阳能 烟囱发电技术是一项综合应用温室效应技术,烟囱技术以及风力涡轮
发电技术于一体的太阳能发电新技术,是实现大规模开发和利用太阳 能的一种新的途径.太阳能烟囱系统的低效率以及由于太阳能烟囱过
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模的太阳能烟囱电站的重要因素.太阳能烟囱系统中气流的速度场和 温度场的分布对系统中的能量转换,涡轮转子的输出功率有很大的影
本文首先分析了利用全玻璃太阳能真空管能吸收太阳辐射并快 速加热内部空气的特性,其次讨论在不同太阳辐射强度的情况下,空 气在全玻璃太阳能真空管中被加热时温度,速度和压力的变化,再次
讨论空气在不同情况下对太阳能烟囱的发电效率的影响. 介绍了太阳能烟囱热气流发电的原理,特点和主要的结构,分析
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2 O Ow/m2下的压力场,流场和温度场进行计算,清楚地观察到太阳
能真空集热管联箱的进
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太阳能热水器真空管检测设备
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