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阅读以下短文，回答问题
【太阳能热水器】
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要．它具有安全、节能、环保等优点．如图*所示，太阳能热水器主要由两部分构成：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．如图乙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*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．玻璃吸热管工作原理如图乙所示：当太阳光入*到黑*的吸热层上时，黑*吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，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，最终整箱水都升高至一定的温度．玻璃吸热管具有吸热保温作用．请回答以下问题：
（1）太阳能属于 （选择“一次能源”或“二次能源”）．玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度 （选填“变大”“不变”“变小”）．
（2）玻璃吸热管内表面为何涂成黑*，请说明理由 ．
（3）将质量为100kg的水温度升高了50℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103J/（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*到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐*到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒钟太阳辐*能为1.4×103J）．在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少时间？
【回答】
【考点】太阳能热水器中的热量计算；太阳能的其他相关计算．
【分析】（1）根据产生的方式可分为一次能源（天然能源）和二次能源（人工能源）．一次能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，一次能源包括可再生能源和不可再生能源；玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小；
（2）根据能量的转化和转移进行解答；
（3）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（4）根据题意可求每秒水吸收的热量，又知道水吸收的热量，求需要的加热时间．
【解答】解：（1）太阳能属于一次能源，玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小；
（2）黑*吸热能力强，黑*吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热；
（3）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×50℃=2.1×107J；
（4）热水器每秒水吸收的热量：
Q吸′=Pst×40%=1.4×103W/（s•m2）×2m2×1s×40%=1.12×103J，
∴加热时间：
t=
=18750s≈5.2h．
故*为：（1）一次能源，变小；
（2）黑*吸热能力强；
（3）水吸收的热量为2.1×107J；
（4）加热时间为5.2h．
知识点：各地中考
题型：实验,探究题
