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问答题

在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器,该热水器利用太阳辐射的能量加热时,能把太阳辐射能的70%转化为水的内能;用电热丝加热时,能把电能的90%转化为水的内能,该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热。它的铭牌如表格所示。小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2。他家所在的地区(晴天)每天接受太阳辐射的时间为8h,太阳光照射地面时的辐射功率为900J/(s·m2),即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J。已知g=10N/kg,c=4.2×103J/(kg·℃),ρ=1.0×103kg/m3。当热水器内蓄满水时,求:

XX牌热水器
型号HM-20 集热管数28支 额定频率50Hz
水箱容积150L 集热管管长180cm 额定电压220V
防水等级A 系统承压3.0MPa 额定功率4000W
自身质量50kg 采光面积2.0m2  

热水器对水平台面的压力和压强。

【参考答案】

水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.15m3=150kg,热水器对水平台的压力:F=G=(m+m)g=(50kg+150kg)×10N/kg=2000N,热水器对水平台的压强:


热水器对水平台面的压力为2000N;压强为20000Pa。