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太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃.求:

(1)热水器中的水吸收的热量Q;[水的比热容C=4.2×103J/(kg.℃)]

(2)热水器5小时内接收到的太阳能E;

(3)热水器的效率η;

(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)

 

答案:
(1)8.4×106J (2)2.1×107J (3)40% (4)0.2kg 【解析】(1)热水器中的水吸收的热量:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J; (2)热水器5小时内接收到的太阳能:E=4.2×106J/h×5h=2.1×107J; (3)热水器的效率:η=×100%=40%; (4)煤气燃烧放出的热量全部被水吸收,即Q放=Q=8.4×106J,∵Q=mq∴完全燃烧煤气的质量:m′==0.2kg. 考点:太阳能热水器中的热量计算;热平衡方程的应用. 分析:(1)根据Q=cm(t-t0)求出水吸收的热量; (2)太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能,求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能; (3)根据η= 求出热水器的效率; (4)煤气放出的热量等于水吸收的热量,根据Q=mq求出完全燃烧煤气的质量.
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石墨烯——改变世界的神奇新材料

一片碳,看似普通,厚度为单个原子,却使两位科学家获得诺贝尔奖.这种全新材料名为“石墨烯”,

石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,作为电导体,它有着和铜一样出色的导电性;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好,而且它几乎是完全透明的.利用石墨烯,科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料.比如,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管,因此有希望应用于全新超级计算机的研发;石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板,甚至太阳能电池.如果和其他材料混合,石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,从柔性电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料.因此,其应用前景十分广阔.

(1)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道,解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题,这是利用石墨烯的   (填选项前的字母);

A.透光性好    B.硬度大    C.导热性好    D.导电性强

(2)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发,是因为   

(3)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料.针对这一发现同学们提出了以下几个问题,你认为最有价值且可探究的问题是   (填选项前的字母).

A.“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系?”

B.“如何提取石墨烯这种物质?”

C.“石墨烯在生活中有什么用处?”

D.“石墨烯为什么很薄?”