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22.(6分)阅读下面的短文,回答问题太阳能热水器太阳能热水器利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活需要,它具有安全、节能、环保等优点。如图21所示,太阳能热水器主要由两部分组成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空。如图22所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。玻璃吸热管的工作原理如图22所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高到一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。请回答以下问题:(含图)(1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小,所受到的浮力___重力。(2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面?简单说明理由。_______________________________________________。(3)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2X103J/(kg·℃](4)某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4X103W/m2(即平均每平方米每秒种太阳能辐射能为1.4X103J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少小时?(含图)(含图)
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